CC BY
23ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 656.1
ОТ АДАПТИВНЫХ К КОГНИТИВНЫМ АВТОТРАНСПОРТНЫМ СИСТЕМАМ
Бахарев Тимофей Сергеевич
Научный сотрудник
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко
Российской академии наук 199178, Россия, Санкт-Петербург, 12 линия, дом 13 Шаталова Наталья Викторовна Ведущий научный сотрудник Кандидат технических наук Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко
Российской академии наук 199178, Россия, Санкт-Петербург, 12 линия, дом 13
Аннотация
Рассматриваются адаптивные интеллектуальные системы автомобилей как составная часть развития когнитивного транспорта.
Ключевые слова: когнитивные системы, адаптивные системы, автотранспортное средство.
Baharev Timofey
Solomenko Institute of Transport Problems of the Russian Academy of Sciences
researcher, geographer and geomorphologist 199178, Russia, St Petersburg, line 12, 13
Shatalova Natalya
Solomenko Institute of Transport Problems of the Russian Academy of Sciences
199178, Russia, St Petersburg, line 12, 13 Senior researcher, PhD in Technical Sciences
Abstract
Adaptive intellectual systems of cars as a component of development of cognitive transport are considered.
Keywords: cognitive systems, adaptive systems, vehicle.
Идея создания автомобиля - независимость и свобода перемещения. Автомобильный транспорт опережает остальные виды транспорта по быстро меняющимся требованиям к комфорту и надежности со стороны автовладельцев и грузоперевозчиков [6]. Место автомобиля в мировом и национальном использовании остается в приоритете. Поэтому ведутся разработки, способствующие совершенствованию всех его функциональных возможностей.
Когнитивные системы это системы, которые "имитируют" мыслительную деятельность человека. Они, как правило, основаны на моделях с нечеткой логикой и на нейронных сетях [5].
Адаптивные системы - система, автоматически изменяющая данные алгоритма своего функционирования или свою структуру с целью сохранения или достижения необходимого оптимального состояния с учетом изменения внешних условий.
Широкий размах по внедрению получили адаптивные системы для автотранспор-тых средств.
Так, например, адаптивный круиз-контроль (Adaptive Cruise Control) - система поддержания дистанции. Самым важным на современных дорогах является соблюдение скоростного режима и соблюдение дистанции между автомобилями [3,4]. Мозг автомобиля оснащен процессором, который выполняет различные функции, с помощью кото-28
рого можно не только выполнять, но и управлять такими функциями, как управление разгоном и торможением автомобиля, распознавание скорости движения и положения впереди движущегося автомобиля, управление соблюдением дистанции.
Современный круиз-контроль состоит из трех основных элементов, каждый из которых отвечает за выполнение определенных функций:
- датчик расстояния. Определяет расстояние до автомобиля, следующего впереди, и измерение его скорости. Используются два типа приборов: радары - приборы, работающие по принципу эхолота. Второй тип приборов - лидары, которые вместо электромагнитных сигналов используют луч лазера инфракрасного спектра оптического диапазона. Информация от этих приборов преобразовывается и поступает в блок управления. Также системы оснащаются датчиками различного диапазона действия, что способствует достижению наибольшей точности принятия решения.
- блок управления. Поступающая в этот блок информация с датчиков расстояния, обрабатывается, также осуществляется сбор информации от систем автомобиля, что способствует расчету его скорости и расстояния до автомобиля, движущегося впереди. При этом учитывается как боковое ускорение, так и угол поворота.
- исполнительные устройства. К ним относятся электромагнитная дроссельная заслонка, автоматическая коробка передач, система курсовой устойчивости.
Адаптивный круиз-контроль необходим при поездках в современном мегаполисе, где плотности потока при движении на дорогах достигают максимума (таблица 1). При маневрах автомобиль замедляется до необходимой дистанции.
Система адаптивного освещения автомобиля управляется при помощи бортового компьютера, собирающего информацию с датчиков угла поворота руля, скорости автомобиля, положения автомобиля относительно вертикальной оси, системы курсовой устойчивости и стеклоочистителей для определения изменения дорожных условий при дожде или снегопаде. Перспективой развития системы адаптивного освещения можно считать адаптацией режима освещения для автомагистралей, для загородных шоссе, для движения в городской среде, а так же для условий плохой погоды с использованием противотуманных фар.
Таблица 1 - Характеристики адаптивного круиз-контроля главных производителей
Производитель Система Опции
Mercedes-Benz Distronic - контроль расстояния до впереди идущего автомобиля; - торможение автомобиля; - информирование водителя на приборной доске
Distronic Plus - контроль расстояния до впереди идущего автомобиля; - дополнительный радар средней дальности действия; - торможение автомобиля; - информирование водителя на приборной доске; - полная остановка автомобиля
BMW Active Cruise Control - памятью на четыре значения скорости; - активация одним нажатием кнопки; - полностью автоматическое следование за впереди идущим автомобилем
Toyota Radar Cruise Control - контроль расстояния до впереди идущего автомобиля; - торможение автомобиля; - активация одним нажатием кнопки; - информирование водителя на приборной доске; - полная остановка автомобиля, если впереди идущая машина останавливается, при этом подается звуковой сигнал и срабатывает тормозная система - полностью автоматическое следование за впереди идущим автомобилем
Интеллектуальная система помощи при парковке так же является составной частью системы помощи водителю. Она предназначена для обеспечения безопасности парковки в автоматическом или автоматизированном режимах работы. В первом случае происходит посредством регулировок угла поворота руля и скорости движения машины во втором случае действовать будут лишь отдельные его функции. Эта система обеспечивает безопасность, как при параллельной парковке, так и при парковке под углом к улице. В своей структуре каждое устройство системы автоматической парковки имеет ультразвуковые датчики, выключатели, модуль электронного управления, прибор оптической индикации.
Одной из представляющих интерес адаптивных опций в электронной системе управления двигателем является оснащение автотранспортного средства адаптивной педалью акселератора. Она способствует с помощью датчика положения педали акселератора распознавать спортивный или спокойный стиль вождения водителя, который реализуется в системе с помощью серийной системы E-Gas (электронный газ) и положения дроссельной заслонки с электронным приводом согласно заложенному в блок управления двигателя графику.
Следующим этапом совершенствования адаптивных систем будет их переход на качественно новый уровень - когнитивные автотранспортные системы, основанные на генерации новых знаний, принятии решений в сложных ситуациях и интеллектуальной обработке данных [1,7,8]. Когнитивные автотранспортные системы будут являться одной из действенных составляющих при введении в использование так называемой «Интеллектуальной транспортной дороги» [2].
Список литературы
1. Васюгова С.А., Николаев А.Б. Анализ инновационных решений в развитии интеллектуальных транспортных систем // Теоретические и прикладные аспекты современной науки. 2014. № 4-1. С. 103-106.
2. Жанказиев С.В., Тур А.А., Халилев Р.Ф. Интеллектуальные дороги - современный взгляд // Наука и техника в дорожной отрасли. 2010. № 2. С. 1-7.
3. Козьмовский Д.В., Куватов В.И., Малыгин И.Г. Метод расчета динамического габарита автомобиля в условиях разнородного потока транспортных средств // Транспорт: наука, техника, управление. 2012. № 11. С. 23-26.
4. Козьмовский Д.В., Куватов В.И., Малыгин И.Г. Выбор рациональных значений скорости и дистанции между автомобилями в плотном транспортном потоке // Транспорт: наука, техника, управление. 2012. № 6 (43). С. 17-19.
5. Комашинский В.И., Соколов Н.А. Когнитивные системы и телекоммуникационные сети // Вестник связи. 2011. №10. С. 4-8.
6. Куватов В.И., Шаталова Н.В., Онов В.А. Пути ускорения перевозок и повышения безопасности автомобильного транспорта // Проблемы управления рисками в техносфере. 2013. № 2 (26). С. 26-33.
7. Лазарев Ю.Г., Морозов А.Г., Уголков С.В. Математическая модель оказания технической помощи на основе логистики сервиса АССИСТАНС // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). 2015. № 2 (41). С. 85-92.
8. Глемба К.В., Аверьянов Ю.И., Ларин О.Н. Пути повышения безопасности технологических процессов мобильных машин // Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика. 2014. № 1. С. 243-249.
