18 сентября 2016г.
Введение. Увеличение числа присутствия
транспортных средств на дорогах приводит к росту количества ДТП, что подвергает человека опасности и приводит к загруженности на дорогах. Вопрос безопасности движения на дорогах уже долгое
время остается приоритетным во всех странах мира. За последние десятилетия приоритетным направлением в области науки и техники стало развитие и внедрение инновационных
автоматизированных решений во
все сферы жизни человека, в том числе и в машиностроение. Использование различных электронных систем и устройств позволило
автоматизировать способы по управлению техническим средством, как отдельными
устройствами
автомобиля, так и всем автомобилем.
Проблемы разработки и внедрения «умных систем». Сегодня существует ряд
инновационных решений по обеспечению
безопасности на дорогах. Эти решения затрагивают две основные области: внешняя (распространяется на дорожно- транспортную инфраструктуру) и внутренняя (внедряемые системы, повышающие
безопасность использования транспортного средства).
Внедрение современных
автоматизированных систем в автомобиль сегодня происходит для достижения следующих целей:
·
повышение качества комплектующих автомобиля;
·
повышение безопасности для окружающей
среды;
·
повышение уровня
экономного использования ресурсов автомобиля;
·
повышение уровня удобства использования автомобиля;
·
повышение безопасности эксплуатации автомобиля;
·
повышение безопасности дорожного движения;
·
повышение уровня
безопасности для окружающих объектов и
др.
Реализация вышеперечисленных целей проходит долгий этап от формирования начальной
задачи
до реализации
конечной
системы.
Прежде чем приступать к реализации какой-либо концепции или идеи,
необходимо:
·
иметь представление об окружающей среде, в которую эту
модель,
устройство,
программу или систему в
дальнейшем необходимо внедрять;
·
максимально исследовать область применения будущей
разработки;
·
оценить возможные риски и воздействующие факторы
на разработку при внедрении и
эксплуатации и многое другое.
В ходе собственных исследований и экспериментальных тестирований был определен порядок этапов разработки, которые необходимы в реализации любой
современной системы
или устройства (Рис.
1).
Первоначальный этап заключается
в постановке будущих целей и задач для разрабатываемой системы. На данном этапе очень важно проанализировать среду внедрения и определить возможные факторы воздействия, которые необходимо учесть в
разрабатываемой модели. Следующий шаг заключается в проведении масштабного и тщательного научно-исследовательского подхода по сбору данных об аналогах
разрабатываемой системы и условий их внедрения. После сбора необходимых данных, проведения расчетов
и экспериментов,
анализа влияния факторов, следует провести
подробный анализ всей полученной информации.
Следующий шаг является очень важным в производстве автомобилей и их
комплектующих – это построение
компьютерной модели.
Сегодня наиболее популярный и надежный способ построить виртуальный макет будущей модели является 3D- моделирование. Существует целый ряд программных платформ, позволяющих разработать 3D- модель и окружающую ее среду. Такой способ представления модели очень эффективен для будущей разработки. Достичь максимальной наглядности о будущей модели и более
точно определить ее поведенческие параметры при
взаимодействии с внешней средой поможет внедрение 3D- модели в комнату
виртуальной
реальности- VR- room. Такой способ исследований позволит максимально точно определить
будущие характеристики и параметры модели.
После создания компьютерной модели и ее тестирования разработчики приступают к построению макета или тестовой модели. На данном этапе используются ранее
рассчитанные данные и итоги тестирования компьютерной модели, по которым
разрабатывались компоненты макета. Далее следует процесс тестирования макета в различных условиях с воздействующими факторами различного происхождения. В
основном, тестирование происходит в несколько этапов (Рис. 2). Базовое
тестирование заключается в проверке работы отдельных узлов макета, работоспособности всех
исполнительных механизмов и
датчиков, а также, проверке всех подключений
и проводной системы.
Выявив неполадки, они легко могут быть устранены, т.к. при таком виде
тестирования компоненты макета могут
быть переведены в тестовый режим, который работает на выявление неполадок и активное сканирование всей системы. Как правило, на
данном этапе многие компоненты и составляющие макета находятся в быстром доступе
для разработчика, а не скрыты
за внешним корпусом модели.
При частичном внедрении необходимо поместить созданный макет в определенные
условия окружающей среды, которые
разработчики считают наиболее важными для
данной реализации. На этом этапе макет подвергается многочисленным воздействиям,
которые могут возникнуть при внедрении и эксплуатации
будущей системы в реальных условиях.
При успешном прохождении всех испытаний макета на этапе частичного внедрения разработчики приступают к полному внедрению макета. Данный этап подразумевает эксплуатацию созданного макета в тех условиях, в которые будет внедрена
конечная модель в будущем. Например, при работе над тестовым автомобилем с системой автопилота Tesla, разработчики внедрили несколько единиц таких моделей на менее загруженные дороги города Калифорния (США), а позже, внедряли на более оживленные
трассы
и автомагистрали.
После проведение всех этапов тестирования над экспериментальной моделью
проводится структурирование и классификация всех собранных данных и итоговых результатов. Далее вся информация тщательно анализируется и сопоставляется с теми
результатами и задачами, которые должны быть в итоговой модели. Если есть какие-либо неисправности и недочеты, то разработчики вносят изменения в технологию разработки, так называемый процесс «доводки окончательной
модели», и
приступают к созданию
окончательной версии модели. Позже, эта модель также будет подвергнута трем этапам
тестирования.
Факторы, влияющие на внедрение и эксплуатацию автоматизированных
систем
и
устройств. Сегодня активно развивается
тенденция наделения автомобилей «интеллектом». Каждый год учеными и ведущими разработчиками мира предлагается
целый ряд новейших инновационных решений в области машиностроения и эксплуатации автомобиля. Наибольшую популярность имеют системы и устройства, способные автоматизировать процессы работы транспортного средства и управления автомобилем
(система автопилота, система автоматической парковки, система диагностики усталости водителя, система распознавания пешеходов, система экстренной
остановки и др.).
Данные системы внедряются в автомобиль в качестве
вспомогательных компонентов, которые в определенных условиях активируют свою работу. В основном, активация
работы таких систем ведется в
нескольких режимах:
·
система начинает работать сразу же при запуске автомобиля;
·
система начинает работать при
активации водителем;
·
система начинает работать при активном воздействии на заблокированный
автомобиль или автомобиль с выключенным зажиганием;
·
система начинает работать автономно при влиянии определенных условий и получении
нужных сигналов на
узлы приема.
Характеристики систем могут отличаться друг от друга своими параметрами и действующими компонентами в зависимости от автомобиля и условий, в которые
она устанавливается. В результате чего возникает ряд проблем, связанных с внедрением и
эксплуатацией
автомобилей с такими
системами (Рис. 3).
Вывод. Работа новой автоматизированной системы или нового устройства зависит от многих факторов.
Именно поэтому важно тщательно и подробно исследовать все
возможные области и условия, связанные с будущей моделью, системой, устройством или программой. Существенное влияние
на результат всех исследований и разработок
оказывает технология тестирования на
разных этапах реализации. Метод многоуровневого
тестирования позволит максимально ограничить реализацию будущей модели от
всевозможных сбоев,
неполадок и прочего.
Список
литературы
1.
Васюгова С.А., Николаев А.Б. Анализ
и исследование возможностей системы помощи водителю «SYSTEM HELP». В мире научных открытий. Сборник «Естественные и технические науки», №4 (64). Издательство "Научно- инновационный центр", г. Красноярск, 2015 г. Журнал включен в Перечень ВАК ведущих рецензируемых научных журналов.
2.
Васюгова С.А., Николаев А.Б. Анализ
и исследование возможностей системы помощи водителю «SYSTEM HELP». В мире научных открытий. Сборник «Естественные и технические науки», №4 (64). Издательство "Научно- инновационныйцентр", г. Красноярск,
2015 г.
3.
Васюгова С.А., Николаев А.Б. Анализ работы системы помощи
водителю. Вопросы современных
технических
наук:
свежий
взгляд
и
новые решения. Сборник научных трудов по итогам международной научно- практической
конференции, №2. г. Екатеринбург,
2015 г.
4.
Интернет- ресурс: https://www.tesla.com. (Дата обращения: 08.08.2016).
