CC BY
12зации незерновой части урожая [Текст] / Бышов Н.В., Бачурин А.Н., Богданчиков И.Ю., Мартышов А.И.; зявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО РГАТУ. - № 2011145324/13; заявл. 8.11.11; опубл. 20.05.12, Бюл. №14. - 1 с.: ил.
6. Бышов, Н.В. Результаты эксплуатационных испытаний устройства для утилизации незерновой части урожая [Электронный ресурс] / Н.В. Бышов, А.Н. Бачурин, И.Ю. Богданчиков // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 3 . - Режим доступа: http://science-education. ги/109-9454.
7. Богданчиков, И.Ю. Совершенствование технологического процесса подготовки к использованию незерновой части урожая в качестве удо-
УДК 62-519; 656.052
Н.В. Бышов, д-р техн. наук, профессор, А.А. Симдянкин, д-р техн. наук, профессор, И.А. Успенский, д-р техн. наук, профессор Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева
В последние десятилетия за рубежом активно используются беспроводные технологии, интеллектуальные технологии и технологии радиочастотной идентификации (RFID) для предотвращения образования «пробок» на загруженных трасах [1-4]. Суть применения таких технологий очевидна: загруженность трасс растет экспоненциально, а инфраструктура и «классические» методы управления дорожным движением не успевают за этим ростом. При этом, например, технологии радиочастотной идентификации при высокой эффективности являются наиболее легкими при внедрении и наиболее дешевыми при дальнейшей эксплуатации.
Министерство тяжелой промышленности Индии рассматривает предложение о том, чтобы сделать обязательным использование RFID в составе автомобилей, производимых в стране. В Сингапуре общественный транспорт и поезда уже используют так называемые EZ-Link карты, основанные на технологиях радиочастотной идентификации. В Малайзии при посадке на экспрессы использу-
брения [Электронный ресурс]: Автореф. дис... канд. техн. наук.: 05.20.01 - технологии и средства механизации сельского хозяйства / И.Ю. Богданчиков; Рязань. ФГБОУ ВПО РГАТУ.-Рязань, 2013 г.-17 с.-Режим доступа : http://vak2.ed.gov.ru.
8. Богданчиков, И.Ю. Использование устройства для утилизации незерновой части урожая на уборочных работах на опытной агротехнологиче-ской станции ФГБОУ ВПО РГАТУ [Текст] / И.Ю. Богданчиков // Научно-техничекое и инновационное развитие АПК России // Сб. тр. Всерос. совета молодых
ученых и специалистов аграрных образовательных и научных учреждений. - М.: ФГБНУ «Ро-синформагротех», 2013. - С. 24-28.
ГШ
ется RFID-система оплаты проезда «прикоснись-и-иди».
RFID-метки бывают двух типов: пассивные и активные (рисунок 1). В пассивных метках приходящий извне радиосигнал достаточен, чтобы запустить интегральную схему метки и передать обратно ответ. В активные метки интегрирован источник питания.
Как правило, RFID-метки, используемые для оценки напряженности дорожного движения, более точно идентифицируют транспортное средство, чем радары, поскольку последние используют либо самую большую отражательную поверхность, либо поверхность с наилучшей отражательной способностью. В результате все, что движется за транспортным средством с большой отражательной способностью, с большой вероятностью может быть потеряно радаром.
В случае использования наиболее простых и дешевых пассивных RFID-меток радары устанавливаются на возвышенностях, которыми могут быть опоры освещения, информационные щиты
ИННОВАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ
© Бышов Н. В., Симдянкин А. А., Успенский И. А., 2014
а - пассивная; б - активная Рис. 1 - RFID-метки
Рис. 2 - Радары, установленные внизу под информационными щитами
(рисунок 2) и пр., а сами метки - на автомобили (рисунок 3).
Тем не менее, такие системы, как правило, относятся к методам регистрации событий, а не регулирования дорожного движения. Однако практика показывает, что иногда необходимо активно воздействовать на скорость отдельных транспортных средств (ТС) или всего потока, например, в случаях:
• накопления усталости у водителей или при наступлении болезненного состояния;
• потери чувства контроля над обстановкой при перемещении в городе начинающих и пожилых водителей;
• наличия баннеров, рекламных плакатов и пр., отвлекающих внимание водителей от дорож-
ных знаков;
• установки временных дорожных знаков, часто не по ГОСТ или в зонах, неудобных для обзора водителями ТС;
• игнорирования дорожных знаков некоторыми водителями ТС.
Авторами предлагается новое решение проблемы регулирования безопасности дорожного движения с использованием технологии радиочастотной идентификации. Суть метода состоит в следующем: повышение безопасности дорожного движения ТС достигается за счет опроса модулированным радиосигналом электронных аналогов дорожных знаков и светофоров, представляющих собой RFID-метки, которые дублируют основные дорожные знаки и светофоры и располагаются не-
Рис. 3 - RFID-метка на лобовом стекле автомобиля
посредственно на них или рядом с ними. Опрос производится установленным на ТС приемопередатчиком радиосигналов - радаром узконаправленного по зоне действия излучения.
Практическая реализация метода может быть осуществлена следующим образом (рисунок 4). На дорожные знаки 1 (знаки ограничения и знаки, снимающие соответствующие ограничения или все ограничения) и светофоры дополнительно устанавливаются RFID-метки 2. Приемопередатчик 3, установленный на фронтальную часть ТС, периодически или постоянно излучает радиосигнал в сторону дорожных знаков и светофоров (по ходу движения ТС). При попадании радиосигнала на RFID-метку в ней индуцируются колебания. На определенной частоте колебаний, характерной для данной метки, возникают резонансные явления, сопровождающиеся увеличением амплитуды колебаний, и сигнал излучается в окружающее пространство. Приемо-передатчик 3 обнаруживает излучаемый сигнал (сигнал отклика) согласно частоте или фазе колебаний и присваивает ему определенную метку т, а затем пересылает эту метку на устройство для автоматического распознавания сигналов 4.
Устройство для автоматического распознавания сигналов содержит набор (матрицу) меток т^, каждая из которых соответствует какому-либо известному на настоящий момент дорожному знаку и типу светофора. При этом каждая метка из набора т^ имеет аналог, представленный в виде аудио-, фото- или видеофрагмента, а также в виде постоянного сигнала заданной величины силы тока. Метки из набора тт по очереди противопоставляются поступившей из приемо-передатчика метке т. В случае совпадения метки т с некоторой меткой ткп из набора меток т. эта метка ткп передается в виде аудио-, фото- или видеофрагмента на блок отображения информации 5, а так-
же в виде постоянного сигнала заданной величины силы тока на блок регулировки подачи топлива 6, оборудованный ограничителем 7 подачи топлива.
Блок отображения информации 5 воспроизводит через встроенные динамики аудио фрагмент (например, «Внимание! Ограничьте скорость Вашего транспортного средства до 40 км/ч»), а также выводит на дисплей фото- или видеоинформацию соответствующую данному дорожному знаку 1 (например, изображение знака «40 км/ч») или светофору.
Блок регулировки подачи топлива 6 увеличивает мощность приходящего постоянного сигнала и посылает его на электромагнит 8 ограничителя 7. Изменение электромагнитного поля в электромагните 8 приводит к перемещению расположенного внутри него якоря 9, один конец которого заходит в корпус 11 ограничителя 7 через уплотнение 10, и выполнен в виде усеченного конуса с углом наклона основания а. Причем, аналогичный угол наклона имеют оба конца топливопровода ТС, входящих в корпус 11 ограничителя 7, и жестко закрепленных в нем. В результате перемещения якоря 9 сечение топливопровода изменяется, и, как результат, изменяется подача топлива в камеру сгорания ТС, вызывая снижение его скорости.
Ограничение подачи топлива в камеру сгорания ТС происходит до дорожного знака 12, отменяющего соответствующее ограничение или знака, снимающего все ограничения. При этом RFID-метка 13 для соблюдения зоны ограничения может быть расположена на некотором удалении от знака, снимающего ограничение/ограничения. В этом случае блок отображения информации 5 воспроизводит через встроенные динамики аудио фрагмент (например, «Скоростные ограничения сняты»), а также выводит на дисплей фото- или видеоинформацию, соответствующую данному дорожному знаку или светофору. В этот же момент
1 - дорожный знак; 2 - RFID-метка; 3 - приемо-передатчик; 4 - устройство для автоматического распознавания сигналов; 5 - блок отображения информации, оборудованный динамиками и дисплеем; 6 - блок регулировки подачи топлива транспортного средства; 7 - ограничитель; 8 - электромагнита; 9 - якорь электромагнит; 10 -
уплотнение; 11 - корпус ограничителя.
Рис. 4 - Схема реализация предлагаемого метода
с выхода блока регулировки подачи топлива 6 по линейному закону, предотвращающему резкий рывок ТС вследствие изменения топливоподачи, прекращается подача сигнала на ограничитель 7, усеченный конус якоря 9 выходит из топливопровода, и подача топлива возобновляется в полном объеме.
При полном запрете движения потребуется устанавливать две RFID-метки - одна, информирующая водителя о въезде в зону запрета, а вторая, расположенная на некотором расстоянии от первой, приводящая к выработке устройством для автоматического распознавания сигналов 4 некоторой метки ткп на прекращение подачи топлива, что приведет к полному перекрытию сечения топливопровода ТС. Возобновление движения возможно только после перемещения ТС за пределы действия запрещающего дорожного знака (ДЗ). Аналогичная расстановка ДЗ с несколькими метками производится на трамвайных путях, тротуарах, газонах, пешеходных и велосипедных дорожках и пр.
В отличие от ДЗ, идентификация светофоров может заблаговременно осуществляться по сле-
дующим признакам - «перекресток, оборудованный светофором», «перекресток, оборудованный светофором с дополнительной стрелкой направо», «пешеходный переход, оборудованный светофором» и т.д. Это поможет водителю ТС вовремя сориентироваться в ситуации и перестроиться в соответствующий ряд для выполнения маневра.
При электронном управлении топливоподачей, например, посредством процессора, последний перепрограммируется с учетом сигналов, формируемых устройством для автоматического распознавания сигналов 4. Для дизельных двигателей ограничение топливоподачи до требуемого уровня может достигаться соединением якоря 9 ограничителя 7 с рейкой топливного насоса.
Ограничение дальности распознавания ДЗ будет определяться, в основном, мощностью приемо-передатчика, тем не менее, при необходимости можно запитать колебательные контура, повысив дальность их распознавания.
Предлагаемый способ, в отличие от известных, позволяет: активно управлять скоростью движения ТС в зонах повышенной опасности (пешеходные переходы, перекрестки, выделенные полосы
для маршрутных транспортных средств, трамвайные пути, дошкольные и образовательные учреждения и пр.); исключить возможность движения ТС по трамвайным путям и выделенным полосам движения общественного транспорта блокированием процессора или подачи топлива; останавливать автомобиль при преследовании нарушителя путем передачи сигнала «нулевая скорость» с автомобиля полиции.
Способ апробирован с использованием полицейского радара «Сокол-М» и показал возможность реализации.
Библиографический список 1. Krause, B., von Altrock, C., Pozybill, M.:
Intelligent Highway by Fuzzy Logic: Congestion Detection and Traffic Control on Multi-Lane Roads with Variable Road Signs. Proceedings of EUFIT96, Aachen, Germany, 1996
2. P. Pongpaibool, P. Tangamchit and K. Noodwong, "Evaluation of Road Traffic Congestion Using Fuzzy Techniques," Proceeding of IEEE TENCON 2007, Taipei, Taiwan, October 2007.
3. Agilent Intelligent Traffic Video Detection Workstation Data Sheet. http://cp.literature. agilent. com/litweb/pdf/5990-4034EN.pdf
4. Traffic Detector Handbook: Third Edition Volume I (http://www.tfhrc.gov/its/pubs/06108/ 02a.htm)
УДК 626.01
О.П. Гаврилина, канд. техн. наук, доцент, А.С. Штучкина, ассистент
Рязанский агротехнологический университет имени П.А. Костычева
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОДОУЧЕТА ЛОКАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ СТАБИЛИЗАЦИИ ВОДОПОДАЧИ
Первостепенным мероприятием при совершенствовании эксплуатации, комплексной автоматизации оросительных систем является автоматизация водоучета.
В настоящее время на оросительных системах применяются прямые и косвенные измерения расхода и количества (объема) воды.
Еще совсем недавно считалось, что использование прямых измерений в практической гидрометрии является неэффективным, требует больших затрат, поскольку прямые измерения на оросительных системах основывались все больше на массовых, объемных и объемно-гидравлических методах [1].
Сегодня с появлением систем автоматического регулирования гидравлических параметров потока автоматизация водоучета стала реальностью,
позволяющей широко использовать методы прямых измерений расхода (стока) воды [2].
Пункты водоучета оснащаются специальными устройствами - водомерами-автоматами или водомерами-стабилизаторами выходного параметра (уровня, расхода и др.), позволяющими обеспечить однозначную зависимость расхода отвода от измеряемого параметра.
Особая роль в осуществлении широкого использования прямых методов водоучета на оросительных системах отводится локальным системам стабилизации водоподачи [3]. Системы автоматического регулирования, а это в основном стабилизаторы расхода воды, обеспечивают стабилизацию выходного параметра независимо от величины возмущающего воздействия (в определенных пределах).
© Гаврилина О. П., Штучкина А. С., 2014 88
