CC BY
28
УДК 681.518:626
■Q О
Розглянуто oco6Mueocmi тфор-мацшного забезпечення MOHimo-рингу водних транспортних шляхiв за допомогою дистанцшно керова-ного тдводного апарата-робота. Запропоновано систему тформацш-них мoдулiв та по^довтсть опера-цш для нoрмалiзацii бази даних про об'екти мошторингу водних транспортних шляхiв на oснoвi тформа-ци, omриманoi за допомогою тдводного апарата-робота
■о о
1НФОРМАЦ1ЙНА МОДЕЛЬ П1ДВОДНОГО АПАРАТА-РОБОТА ДЛЯ МОН1ТОРИНГУ ВОДНИХ ТРАНСПОРТНИХ ШЛЯХ1В
Ю.К. Костенко
Астрант
Кафедра електрообладнання суден та шформацтноТ безпеки Нацюнальний ушверситет кораблебудування iменi адмiрала
Макарова
пр. ГероТв Сталшграда, 9, м. МиколаТв, УкраТна, 54025 Контактний тел.: (0512) 47-70-95.
e-mail: kyukkost@mail.ru
1. Постановка задачi
Водш транспортнi шляхи (ВТШ) е важливою скла-довою транспортно1 iнфраструктури Украши та забез-печують безпеку держави у водно-ресурсному середо-вищi [1]. Рiчковий транспорт здшснюе, в основному, внутрiшнi державш перевезення вантажiв i, в незнач-нiй кiлькостi, мiждержавнi. Загальна довжина рiчко-вих судноплавних шляхiв краши - близько 4 тис. км. Найважливша судноплавна артерiя - Дншро з притоками Десна i Прип'ять, Пiвденний Буг та Днiстер. Мiжнароднi перевезення здiйснюються переважно по р. Дунай, яка сполучае Украшу з багатьма европейсь-кими державами. Морський транспорт розвинений на узбережжi Чорного та Азовського морiв, де функ-щонують три морськi пароплавства: Чорноморське, Азовське, Украшське Дунайське та три паромш пере-прави: Iллiчiвськ - Варна (Болгарiя), Iллiчiвськ - Поп (Грузiя), Керч - Тамань (Роая) [2].
Створення нацiональноi системи мошторингу ВТШ належить до першочергових задач побудови еди-ноi системи безпеки водного транспорту на основi новiтнiх шформацшних технологiй [3].
Монiторинг пiдводноi компоненти ВТШ (фарва-терiв, гiдротехнiчних споруд, тдводних потенцiйно небезпечних об'ектiв тощо) на сьогоднi е найбiльш складною i трудомiсткою роботою, яка виконуеться переважно водолазами i не забезпечуе зростаючих вимог до оперативностi й достовiрностi iнформацii [4]. Магiстральним напрямком удосконалення технологш монiторингу цiеi компоненти ВТШ е застосування прив'язних телекерованих малогабаритних тдводних
апарапв-робопв, досвщ aBTopiB по застосуванню яких свiдчить про 1хш переваги над водолазними техно-логiями та про можливiсть створення тдгрунтя для автоматизацii процесiв мошторингу [5].
2. Мета роботи
Метою роботи е розробка iнформацiйноi моделi прив'язного телекерованого малогабаритного тдвод-ного апарата-робота як теоретичноi основи для створення автоматизованоi системи мошторингу водних транспортних шляхiв держави на основi нових шфор-мацiйних технологш.
3. Викладення основних результаив дослщження
Прив'язний телекерований пiдводний апарат-робот (ПАР) являе собою самохщний керований по кабель-тросу (КТ) тдводний робот з кольоровою вщеокаме-рою та базовим навтцшним забезпеченням, який мае змогу виконувати просторовий рух та позищювання тд водою з приладовим контролем параметрiв руху [6]. Крiм того, ПАР е носiем змшного начiпного об-ладнання (вимiрювальних приладiв, iнструменту), за допомогою якого дистанцшно виконуються необхiднi технологii пiдводного мошторингу [7].
Зовшшнш вигляд типового прив'язного телекерованого ПАР виробництва Нащонального ушверситету кораблебудування iменi адмiрала Макарова (Украша) показано на рис. 1.
Рисунок 1. Зовшшнш вигляд ПАР проекту «The North Star»
Склад та базовi схеми берегового (а) й суднового (б) застосування ПАР для мониторингу типово! складово! ВТШ - пдротехшчно! споруди наведено на рис. 2, де позначено: ГТС - пдротехшчна споруда (об'ект мош-торингу); ПК - пост керування ПАР; СН - судно-носш.
1Мп1 - шформацшний модуль каналу передачi шформацп вiд бортового контролера до поста керування ПАР (протокол послщовно! передачi цифрових даних);
1МО2 - шформацшний модуль вторинно! обробки iнформацii у комп'ютерi поста керування ПАР (при-ведення цифрових даних до шформацшно нормально! таблично! форми з атрибутами, формування фотока-дрiв, аудiо- вiдеофрагментiв, введення щентифжато-рiв координатно! прив'язки та часу, формування оперативно! бази даних (БД) для збереження результапв роботи ПАР);
1МП2 - iнформацiйний модуль каналу передачi ш-формацii вiд оперативно! БД (поста керування ПАР) до сервера бази даних локального рiвня системи мош-торингу [5].
Схема взаемодп шформацшних модулiв наведено на рис. 3.
а б
Рисунок 2. Склад та базовi схеми застосування ПАР для мошторингу пдротехшчних споруд
Дамо опис шформацшно! моделi ПАР на рiвнi предметно! область
З позицш теорii iнформацiйних технологш ПАР належить до детермiнованих та добре оргашзованих iнформацiйних систем з елементами самооргашзацп [8].
Аналiз показуе, що його iнформацiйна модель 1МПА може бути представлена шiстьома шформацш-ними модулями:
1Мпа = {1МК, 1Мс, 1МО1, 1Мш, 1МО2, 1МП2}. (1) де: 1МК - iнформацiйний модуль шдводного апарата як об'екта керування (мштить iнформацiю, необхiдну для керування перемщенням i позицiюванням власне ПАР у зош роботи та навiгацiйну шформащю про його мiсце знаходження та просторове положення);
1Мс - шформацшний модуль штатних i змiнних сенсорiв ПАР, за допомогою яких виконуються шдвод-нi вимiрювання (фото-, вщео- та гiдроакустичнi сигна-ли, шформащя вiд вимiрювальних приладiв);
1МО1 - шформацшний модуль первинно! обробки шформацп у бортовому контролерi ПАР (метролопч-не нормування сигналiв вiд сенсорiв та приведення до стандартно! цифрово! форми);
Рисунок 3. Принципова схема взаемодп шформацшних модулiв
1нформацшний модуль ПАР як об^кта керyвання 1МК включаe:
- нав^ацшну iнформацiю про мiсце знаходження та просторове положення ПАР - поточш значення ге-ографiчних координат робочо! точки {фПА, ХПА}, глиби-ни h, курсу ф, кренy 8 й диферентy у ПАР, а також дис-танцiю до ГТС d та данi вiд таймера (дату D i час T);
- керуючу iнформацiю з ПК для перемщення й по-зищювання ПАР у зонi роботи - сигнали керування для рушив ПАР иР.
1нформацшний модуль 1МС штатних i змшних сен-сорiв ПАР включаe сигнали вiд первинних сенсорiв:
сигнал вiдеокамери Iy форматiв PAL, NTSC, SECAM, MESECAM, CCIR, EIA;
сигнал фотокамери IF формапв JPEG, TIFF, RAW, та формату EXIF додатково! iнформацiï про параметри зйомки;
сигнал пдроакустично! системи (сонара) IG у фор-матi RS-232, RS-485;
сигнали змiнних сенсорiв формату RS-232, RS-485.
1нформацшний модуль 1МО1 первинно! обробки iнформацiï у бортовому контролерi ПАР (метролопч-не нормування сигналiв вiд сенсорiв та приведення до стандартно! цифрово! форми);
Модель вторинно! обробки: вторинна обробка ш-формацiï в контролерi ПЕУ - юльюсна оцiнка даних про об^кт монiторингy (розмiри, дистанцiï, товщини, фiзичнi поля), iдентифiкацiя та розпiзнавання обра-зiв, аyдiо- й цифрове мжшування iнформацiï, архiва-цiя та передача до споживачiв вищого рiвня.
Одним з найб^ьш зручних iнстрyментiв ушфжо-ваного подання даних, незалежного вщ реалiзyючого його програмного забезпечення, e модель "сутшсть-зв'язок" [9] (рис. 4).
Рисунок 4. ER-aiarpaMa шформацшного пакету даних ПАР.
Сутшсть «Кадр», володiючи двома обов'язковими атрибутами «Дата, час» та «Координати» входить, по-ряд i3 сутностями «Сенсорна шформащя» та «Додат-кова шформащя», до складу шформацшного пакета, множина яких, у свою чергу, утворюе даш про об'ект, отримаш за допомогою ПАР.
Розробимо реляцшну модель бази даних шформацп про об'ект, отриманоТ за допомогою ПАР.
Перша нормальна форма 1NF вимагае, щоб кожне поле таблищ бази даних було непод^ьним i не мiстило повторюваних груп.
Неподiльнiсть поля означае, що значення, що втри-муються в ньому, не повинш дiлитися на бiльш дрiбнi. Повторюваними вважаються поля, якi мiстять однако-вi за змiстом значення (рис. 5-7).
1NF
Огшс шф ормацшного пакета
Довгота
Широта.
Дата
Час
Курс
Крен
Днферент
Фотокадр
Гщроявустнчна шформащя Вщ стань ыд донно'1 поверхт
Вщстань ыд ГТС
Рисунок 5. Перша нормальна форма реляцшнш моделi бази даних шформацп про об'екти, отриманоТ за допомогою ПАР.
Друга нормальна форма 2NF вимагае, щоб вс поля таблицi залежали вщ первинного ключа, тобто щоб первинний ключ однозначно визначав запис i не був надлишковий. У первинний ключ входять поля - «Широта», «Довгота», «№ промiру» (рис. 6).
Рисунок 6. Перехщ до другоТ нормальноТ форми реляцiйнiй моделi бази даних iнформацiТ про об'екти, отриманоТ за допомогою ПАР.
Для видалення надлишково! не ключово! шформацп з опису пакета створимо таблищ «Додаткова шформащя» та «Сенсорна шформащя», що залежать вщ первинного ключа.
Рисунок 7. Друга нормальна форма реляцшнш моделi бази даних шформацп про об'екти, отриманоТ за допомогою ПАР.
Таким чином, запропонована реляцшна модель бази даних отриманоТ за допомогою ПАР шформацп про шдводш об'екти може бути покладена в основу розробки ново! шформацшно! технологи автоматизо-ваного мошторингу ВТШ.
Висновки
1. Запропоновано систему шформацшних модулiв та розроблено принципову схему !х взаемодп з метою отримання оперативно! та достовiрноi шформацп про об'екти шдводно! компоненти водних транспортних шляхiв за допомогою шдводного апарата-робота.
2. Запропоновано послщовшсть операцш для нор-малiзацii бази даних про об'екти мошторингу водних
транспортних шляхiв на ochobî iнформацiï, отриманоï за допомогою пiдводного апарата-робота, що утворюе теоретичну основу для автоматизацп монiторингу водних транспортних шляхiв на основi роботизованих технологiй.
Лиература
1. Розмщення продуктивних сил Украши: Пщручник. / 6.П.
Качан, М.О. Петрига, М.О. Ковтонюк та ¡и. За ред. 6. П. Качана. - К.: Вища школа, 1998. - 375 с.
2. Осауленко О.Г. Украша у цифрах у 2004 рощ. Статистич-
ний довщник. // Держкомстат Украши. - К.: Консультант, 2005. - 261 с.
3. Постанова Кабшету Мшютр1в Украши вщ 20 липня 1996
р. № 815 «Про затвердження Порядку здшснення державного мошторингу вод».
4. 1нструкщя по шженерному обстеженню 1 паспортизацй
портових гщротехшчних споруд. // Мшютерство транспорту Украши. ДПВНД1 морського транспорту «Чорно-морНДТпроект», Одеса. - 2001. - 225 с.
5. Блинцов В.С., Костенко Ю.К. Автоматизированная систе-
ма мониторинга гидротехнических сооружений водных транспортных путей. // Вестник Херсонского национального технического университета. - Херсон, 2007.
- № 4 (27). - С. 476-481.
6. Блинцов В.С. Привязные подводные системы. - К.: На-
укова думка, 1998. - 232 с.
7. Бабанський Ю.М., Радашев В.1., Бабкш Г.В., Блшцов В.С.
Актуальн задачi створення приладового забезпечен-ня для мошторингу тдводних потенцшно небезпечних тдводних об'ек^в. // Матерiали 3-i' всеукрашсько! на-уково-техн. конф. з мiжнародною участю «Проблеми автоматики та електрообладнання транспортних засобiв» (ПАЕТЗ-2006). - Миколйв: НУК. - 2006. - С. 62-69.
8. Острейковский В.А. Теория систем: Учебник для вузов.
- М.: Высшая школа, 1997. - 240 с.10. Копейкин М.В., Спиридонов В.В., Шумова Е.О. Базы данных. Инфо-логические модели баз данных: Учеб. пособие. - СПб.: СЗТУ, 2004. - 187 с.
9. Калянов Г.Н. CASE: структурный системный анализ (ав-
томатизация и применение). - М.: ЛОРИ, 1996. - 242 с.
■а о
Проведено моделювання скочу-вання розрахункових бкутв у розра-хункових сполученнях з гiрок великог i середньог потужностi з метою оцт-ки ефективностi та сфери засто-сування нових гiркових горловин. Визначеш режими гальмування, що забезпечують м^мальну потуж-тсть парковог гальмовог позицп, для кожног iз запропонованих горловин з урахуванням висоти сортувально-го пристрою. Виконано порiвняння результатiв моделювання
УДК 656.212.5
ЕФЕКТИВЖСТЬ РОБОТИ СОРТУВАЛЬНИХ Г1РОК ПРИ ЗАСТОСУВАНН1 НОВИХ Г1РКОВИХ ГОРЛОВИН
О. В. Розсоха
Викладач
Кафедра залiзничних станцш та вузлiв УкраТнська державна академия залiзничного транспорту пл. Фейербаха, 7, м. Хармв, УкраТна, 61050 Контактний тел. (057) 730-10-42
1. Вступ
2. Постановка проблеми
Сортувальш пристроi залiзниць Украши в даний час не забезпечують потрiбноi якосп сортувального процесу.
Вщомо, що на яюсть i ефектившсть процесу сорту-вання вагошв значно впливае конструкщя гiркових горловин. Крiм того встановлено, що гiрковi горлови-ни, яю використовуються на залiзницях Украiни, не забезпечують ресурсозбереження [1-3]. Таким чином, удосконалення конструкцп пркових горловин е важ-ливою науковою задачею.
Традицшне регулювання швидкост1 скочування ввдчетв на спускнш частит з одшею або двома галь-мовими позищями (ГП) не завжди забезпечуе необхщ-ну ефектившсть сортувального процесу.
Р1шенням дано'i проблеми може бути застосуван-ня нових пркових горловин, в яких передбачаеть-ся укладка ланцюга малопотужних упов1льнювач1в (ВНУ-2, ВНУ-2М, УВУ), як1 мають крашд техшко-ек-сплуатацшш показники у пор1внянш з потужними упов1льнювачами. Це дозволить не тшьки тдвищити
