CC BY
105
УДК 656(1-21):338.47;656(1-21):658
МЕХАТРОНИЗАЦИЯ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ПОДСИСТЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА ДОРОЖНО-РЕМОНТНЫХ РАБОТ
О.П. Алексеев, профессор, д.т.н., С.В. Пронин, аспирант, ХНАДУ
Аннотация. Рассмотрен и предложен подход к организации доставки рабочих бригад к местам производства дорожно-ремонтныхработ.
Ключевые слова: организация дорожно-ремонтных работ, транспорт, меха-троника, интеллектуализация.
Введение
Сегодня большое значение приобретает транспортное обеспечение производства до-рожно-ремонтных работ. Доставка не только техники, дорожно-строительных материалов, а и обеспечение вахтового метода организации производства выдвигает повышенные требования к транспортному обслуживанию. До настоящего времени этой проблеме не уделялось достаточного внимания. Рассмотрим, как в современных условиях можно её решить, используя достижения как в области транспортной логистики, так и транспортной мехатроники и телематики [1, 2].
Анализ публикаций
Есть противоречие между использованием в дорожной отрасли современных мехатрон-ных комплексов и комплексного решения проблемы организации дорожно-строительных и дорожно-ремонтных работ [3]. В современных условиях требуется новый подход, новые методы и средства, которые основываются на непрерывном слежении за состоянием всех звеньев транспортной подсистемы организации дорожных работ [4]. Определим это слежение как мониторинг. Особое значение приобретает такой мониторинг в связи с автоматизацией управления движением и с появлением новых интеллектуальных транспортных средств (ИТС). Под ИТС понимают современные транспортные средства, оборудованные бортовыми вычислительными комплексами (БВК).
Интеллектуализация транспортных средств, коммуникаций и систем является отличительной особенностью современного транспортного комплекса в целом [1, 2]. Действия, выполняемые под управлением бортового вычислительного комплекса транспортного средства, систем управления движением, которые работают с системами интеллектуальных баз данных [5], позволяют искать пути повышения эффективности транспортных систем в их интеллектуализации. Современные транспортные средства и системы (Network Vehicles) отличаются «разумным» принятием решений их автоматическими и автоматизированными системами управления, как и вычислительные машины и системы, предназначенные для компьютеризации транспортных средств [5, 6].
Аппаратура транспортного средства, которая обеспечивает его интеллектуализацию, представляет собой бортовой вычислительный комплекс (БВК) транспортного средства. С его помощью можно подготавливать управляющие решения для решения задач организации движения.
Для решения задачи организации вахтового метода проведения дорожно-ремонтных работ целесообразно иметь мобильную транспортную систему, основанную на использовании интеллектуальных транспортных средств. Такие ИТС представляют собой ме-хатронные транспортные средства, основой которых являются автоматизованные телематические системы [6]. Их установка на обыч-
ный автомобиль, автобус является процессом мехатронизации транспортного средства. Это средство, оборудованное БВК, представляет собой человеко-машинную систему «водитель - транспортное средство - БВК». Эффективность его работы оценивается по аналогии с логистической системой [7].
Цель и постановка задачи
Таким образом, задача заключается в обеспечении мехатронными средствами интеллектуальной технологии организации движения (ИТОД), основывается на компьютеризации всех этапов проектирования, изготовления и внедрения в практику управления транспортными системами ИТС. ИТОД представляет собой систему, в которой объединяются две технологии организации движения: ЯТ1 и 1УИ8. Неотъемлемой составной частью этой новой технологии организации движения транспортных средств является непрерывный мониторинг.
Транспортный комплекс состоит из различных составляющих. Однако его основной частью представляет собой транспортное средство, которое обеспечивает перемещение пассажиров и грузов в пространстве, а в общем случае и времени. Современное транспортное средство представляет собой своеобразный транспортный робот, отличительной особенностью которого является наличие гибкой компьютеризированной системы, обеспечивающей навигацию и собственно управление процессом движения транспортных средств. Поэтому основная проблема анализа и синтеза транспортного комплекса в целом, его подсистем и звеньев заключается в рациональном сочетании и сопряжении различных по своей физической природе составных частей: сложных динамических механизмов, электромеханических, электронных приборов и устройств, различных чувствительных элементов, датчиков, бортовой вычислительной сети.
Интеллектуальный выбор маршрута движения
В ИТОД работают механизмы, позволяющие решать текущие проблемы организации движения. Система основывается на формировании и ведении автоматизированной базы данных транспортных коммуникаций и маршрутов движения, непрерывной оценке, мони-
торинге их состояния. Отличительной особенностью предлагаемой технологии является использование сформулированного ранее принципа автономности. Задачи организации движения решаются как на уровне управления транспортными потоками, так и на уровне работы автономной системы, одиночного транспортного средства, конкретного автомобиля.
Рассмотрим, как можно организовать движение транспортных средств с использованием ИТОД. Отличительной особенностью предлагаемой системы является то, что решения по выбору рационального маршрута принимаются по данным непрерывного мониторинга транспортной коммуникации. При этом оценивается не только матрица расстояний на оптимизируемой транспортной сети, а и данные по состоянию каждого участка анализируемой транспортной системы.
Критерием выбора рационального маршрута при этом является не только минимизация расстояния и времени маршрута, но и сведения о состоянии транспортных коммуникаций, которые оказывают большое влияние на скорость движения, расход топлива и утомляемость водителей
Теперь рассмотрим проблему организации доставки персонала к местам работы. При проведении ремонтно-дорожных работ зачастую возникает ситуация, когда необходимо доставлять рабочих по нескольким объектам, которые географически удалены друг от друга. При этом:
- объекты должны быть связаны между собой в транспортную сеть с определенным центром дислокации транспортных средств;
- отрезки дорог между объектами имеют различное функциональное состояние и как следствие разное время проезда по ним транспортными средствами одного и того же типа;
- на каждом объекте существует потребность проведения того или иного вида работ, а также необходимого количества рабочих. Для решения этих задач необходимо:
- составить расписание работ и предусмотреть необходимую численность персонала, а также соответствующий план перевозок из одного объекта в другой;
- определить набор транспортных средств, которые будут использоваться при перевозках. Тип транспортных средств характеризуется такими параметрами как вместимость, средняя скорость, тариф;
- составить план перевозки персонала в соответствии с расписанием, при котором финансовые расходы на перевозку, содержание транспортных средств будут минимальными.
Транспортную сеть можно представить в виде неориентированного графа (рис. 1), где узлы - это пункты назначения, а ребра - расстояния между ними. Веса ребер характеризуются временем проезда, расстоянием, а расставляются в зависимости от состояния дорожного покрытия и скорости движения по дорогам различного покрытия.
B
F
ti, li
Рис. 1. Пример транспортной сети
Весом ребра является время. Поэтому оптимальный маршрут соответствует дорогам, находящемся в лучшем состоянии. Тогда задачу развозки бригад можно представить в виде схемы (рис. 2).
R(t) B
S(t) ь
N(t)
M
Ai A
Рис. 2. Операторная схема
Приведенной схеме соответствует такое описание:
где А - схема развозки; Rn - количество транспортных средств; Sm - количество объектов; Nk - количество рабочих; t - множество моментов времени.
Выводы
Критерием эффективности организации перевозки можно считать минимизацию времени доставки персонала за счет выбора рационального маршрута движения к месту производства дорожно-ремонтных работ. Следует отметить не только выигрыш во времени, но и повышение комфортности движения.
Таким образом, использование в транспортной подсистеме ИТС позволяет комплексно решить как проблемы транспортной логистики при доставке материальных ресурсов, так и вахтовый метод кадрового обеспечения.
Литература
1. Пржибил П., Свитек М. Телематика на
транспорте. - М.: МАДИ (ГТУ), 2003. -540 с.
2. Власов В.М., Николаев В.Б., Постолит
А.В., Приходько В.М. Информационные технологии на автомобильном транспорте. - Москва:МАДИ (ГТУ), 2006. -283 с.
3. Загороднюк В.Т., Грошев А.Е. Мехатрон-
ная система строительства асфальтобетонного покрытия дорог // Мехатроника.
- 2001. - №8. - С.28-31.
4. Алексеев В.О. Интеллектуальный монито-
ринг дорожных машин // Вестник ХНАДУ. Харьков: ХНАДУ, 2004. - Вып. 27.
- С. 201-203.
5. Алексеев В. О. Интеллектуальная техноло-
гия организации движения транспортных средств // Автомобильный транспорт. - Харьков: ХНАДУ. - 2002. -Вып. 10. - С. 305-311.
6. Алекаев В.О., Костюченко С.М., Неронов
С.М., Суярко Ю.М. Про принципи роз-робки мехатронних систем // Вюник ХДАДТУ. - 2001. - Вип. 15-16. -С. 140-143.
7. Смехов А.А. Основы транспортной логис-
тики. - М.: Транспорт, 1995. - 197 с.
Рецензент: А.В. Бажинов, ХНАДУ.
профессор, д.т.н.,
{R„{t),Sm{t),Nk{t)}^A,
Статья поступила в редакцию 10 июля 2007 г.
