27 февраля 2016г.
Введение.
Разработка и совершенствование интеллектуальных транспортных систем сегодня является важным направлением в организации дорожного движения. Известно, что большая часть дорожно-транспортных происшествий происходит по вине водителей [1].
Сегодня интеллектуальные транспортные системы (ИТС) существуют как системы сбора и анализа информации о движении транспорта на основе навигационно-связного оборудования. В России данный процесс осуществляется преимущественно на основе навигационной системы ГЛОНАСС [2]. Минимальным элементом управления выступает единица транспорта (ведомственного, личного, общественного, специального и т.д.), оборудованного навигационно-телематическим терминалом. Данные о передвижении транспорта и работе дополнительного оборудования (камер видеонаблюдения, датчиков учета пассажиропотоков, датчиков по контролю погодных условий и т.д.) с указанного навигационно-телематического терминала передаются в единый диспетчерский центр, в котором, на основе полученной информации, принимаются оперативные решения по управлению транспортными средствами (ТС) и дорожными процессами [3,73].
Автомобиль, оборудованный внутренней системой помощи водителям способен обеспечить безопасное движение на дорогах. С внедрением дополнительного оборудования (датчиков, камер т. д.), количество случаев ДТП уменьшилось [1]. Однако полностью решить проблему безопасного движения пока не удается.
Система помощи водителю «Systemhelp».
Идея данной системы заключается в оценке окружающей обстановки путем сбора информации, поступающей с внешних датчиков на бортовой компьютер транспортного средства и принятии решений по воздействию на исполнительные механизмы ТС, а также, информированию всех активных участников дорожного движения. Под активными участниками движения понимаются те транспортные средства, с которыми возможен физический контакт (столкновение, касание и т. д.). Система принимает решение,анализируя все поступающие данные. В результате чего воздействует, как на исполнительные механизмы ТС, на котором она установлена, так и на исполнительные механизмы ТС активных участников (при условии, что все ТС оборудованы данной системой), если это необходимо.
Схема работы системы «Systemhelp» представлена на Рисунке 1.
Система «Systemhelp» включает в себя автомобильный радар, видеокамеру, WLAN- модуль и бортовой компьютер. Автомобильный радар- это датчик, который использует радиоволны для обнаружения объектов вокруг автомобиля [4]. Видеокамеры позволяют получать изображения окружающей обстановки автомобиля, которые обрабатываются системой. На основе анализа поступающих сигналов с радара и видеокамеры производится комплексная оценка потенциальной опасности объектов, по результатам которой система оповещает
водителя и, если это необходимо, воздействует на исполнительные механизмы ТС. При помощи WLAN- модуля у системы есть возможность так же информировать и воздействовать на исполнительные механизмы активных ТС. WLAN- модуль является устройством, которое включает в себя ряд элементов: антенну, приемник, передатчик, блок управления, которые сегодня стали объединять в один общий модуль. WLAN- модуль предназначен для реализации беспроводного соединения между автомобилями. Антенна в модуле организует беспроводное соединение. Приемник и передатчик принимают и передают информацию соответственно. Основную работу выполняет блок управления. Данный блок является бортовым компьютером. Бортовой компьютер
опрашивает датчики и сенсоры, установленные в разных частях автомобиля, после чего обрабатывает собранную информацию и выдает управляющие сигналы на устройства автомобиля и информирующие сигналы на монитор водителя. Также он обрабатывает входящие внешние (из сети) сигналы и преобразует их в управляющие выходные сигналы, которые, в свою очередь, транслируются на автомобильную аудиосистему и информационный дисплей. В экстренном случае система коммуникации может воздействовать на органы управления автомобилем, предупреждая аварию.
Структура системы«Systemhelp».
Иерархическая модель процессов поведения при возникновении чрезвычайной ситуации (ЧС) приведена на Рисунке 2.
Существует два основных уровня действий. Уровень 1 описывает ситуацию, когда в результате возникновения ЧС происходит действие (Y1), при котором водитель самостоятельно обнаруживает проблему и предпринимает решения по ее самостоятельному предотвращению. Если водителю не удается ликвидировать проблему, то контроль над ситуацией переходит системе «Systemhelp». На втором уровне система проверяет степень опасности при ЧС, после чего происходит действие (Y2), при котором система производит вычисления на основе полученных данных и формирует управляющие и информирующие сигналы, которые выдаются на исполнительные и информационные механизмы ТС.
Типы информирующих и управляющих сигналов:
· информирующий вибросигнал;
· информирующий звуковой сигнал;
· информирующий графический сигнал;
· информирующий световой сигнал;
· управляющий сигнал рулевого управления;
· управляющий сигнал работы системы «тормоз-газ»;
· управляющий сигнал работы автоматической коробки переключения передач;
· управляющий сигнал подачи топлива.
В зависимости от класса
опасности, система выбирает метод по ее предотвращению. На Рисунке 3 представлен общий алгоритм работы системы «Systemhelp».
Система постоянно получает данные с внешнего
оборудования (датчики, камеры и т. д.), после чего обрабатывает данные и сравнивает результат обработки с переменной W, которая является условием опасности. Если наличие опасности подтверждается, то система определяет количество возможных или существующих опасностей и классифицирует их. После этого система, согласно классу и количеству опасностей, производит вычисление методов и способов по их предотвращению. После всех вычислений формируются управляющие и информирующие сигналы, которые выдаются на информационные и исполнительные механизмы ТС. Если наличие опасности не подтверждается, то система заново опрашивает внешнее оборудование и обрабатывает полученную информацию.
На Рисунке 4 изображена схема работы системы взаимодействия и информирования ТС.
Данная структура представляет общий вид взаимодействия между ТС, а также, информирования водителя ТС. Система собирает всю необходимую информацию о существующих помехах, препятствиях, местоположении участников движения и наличия ТС, на которых установлена идентичная система. После сбора всей необходимой информации, собранные данные преобразуются в машинный код и обрабатываются компьютером. На этапе обработки происходит взаимодействие с базой данных (БД). На данном этапе происходит сравнение полученной информации с имеющейся, после чего извлекаются необходимые данные и коды, которые потом используются в вычислениях. После этого происходит преобразование
машинного кода в информирующие и управляющие сигналы, которые выдаются на механизмы ТС.
Математическая модель системы «Systemhelp».
Допустим, что количество возможных или имеющихся случаев ЧС будет принято за параметр P. Тогда параметр классификации случая ЧС принимаем за Z. Также, существует неизвестная зависимость: 𝑝∗: 𝑃→ 𝑍.
Значение данной зависимости известно только при конечном вычислении системой «Systemhelp»:
𝑃𝑖= {(𝑝𝑖,𝑧𝑖)}, где 𝑖= 1..𝑘. Система «Systemhelp» вычисляет количество произошедших и/или количество возможных случаев ЧС, после чего относит их к определенному классу.
Далее сделаем систему 𝑠: 𝑃→𝑍, которая может точно и правильно классифицировать параметр Z, 𝑧 ∈𝑍. Определяем набор необходимых действий по воздействию на условия ЧС, рекомендуемые системой «Systemhelp», как функцию от количества и типа ЧС:
𝐹(𝑃,𝑇)→𝑅, где:P- количество случаев ЧС, T- тип (класс) ЧС, R- комплекс мер по предотвращению ЧС.
(𝑅𝑒,𝑉1,𝑉2)∈𝑅,
где:Re- рекомендуемые действия, которые хранятся в базе данных системы; 𝑉1- вычисленные данные, на основе которых формируются управляющий/предупреждающий сигал для ТС1; 𝑉2- вычисленные данные, на основе которых формируются управляющий/предупреждающий сигнал для ТСi.
Список литературы
1.
Володина Е.В., Ермакова
П.А. Использование потенциала глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) в региональной транспортной логистике: научный журнал. Потенциал современной науки, 2014. Выпуск №2. С. 73-74.
2. Всемирная организация
здравоохранения. URL: http://www.who.int/violence_injury_prevention/road_safety_status/report/ru/ (дата обращения 10.02.2015).
3. Межотраслевой журнал навигационных технологий. URL: http://vestnik-glonass.ru/ (дата обращения 09.02.2015).
4. Системы современного автомобиля. URL: http://systemsauto.ru/active/car-to-car.html/ (дата обращения 10.02.2015).
5.
Студентова Е.А. Перспективы применения технологий искусственного интеллекта для целей повышения безопасности участников дорожного движения. Потенциал современной науки, 2014. Выпуск №2.
6. Система коммуникации между автомобилями. URL: http://systemsauto.ru/active/car-to-car.html/ (дата обращения 10.02.2015).
7.
Кужелев П.Д. Геоинформационные технологии в управлении транспортом. Перспективы науки образования, 2014. Выпуск №4 (10). С. 157-159.
