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).