автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка алгоритмов, моделей, технических средств определения местоположения подвижных единиц при управлении транспортно-технологическими системами

РГ5 ОД 1 1 МАР

На правах рукописи

КОЖУХОВ Евгений Алексеевич

Разработка алгоритмов, моделей, технических средств определения местоположения подвижных единиц при управлении транспортно-технологическими системами

Специальность 05.13.07 - Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Липецк - 1998

Работа выполнена в Воронежском государственном техническо университете и ПО "Воронежгорэлектротранс".

Научный руководитель

Научный консультант

академик МАИ

доктор технических наук,

профессор Подвальный С. Л.

кандидат технических наук, доцент Люханов В. М.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Бурковский В. Л.,

кандидат технических наук, Дорофеев В.И.

Ведущая организация

Воронежское центральное конструкторское бюро "Полюс".

Защита состоится " 12 " О3 1998г. в _^£_часов на заседг нии диссертационного совета Д 064.22.02 в Липецком государственно техническом университете (398055 г. Липецк, ул. Московская, 30).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого гс сударственного технического университета.

Автореферат разослан £, О2

1998 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

. Зай

Зайцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. В производственном цикле ряда промьшшен-ых предприятий транспортные операции занимают важнейшее место, арактерной особенностью таких предприятий является распределение ехнологического оборудования на значительной территории, что буславливает применение того или иного вида транспорта для пере-ещения продуктов производства по технологическим этапам.

Несовершенство в управлении транспортно-технологическими сис-емами ведет, с одной стороны, к простоям основного технологичес-ого оборудования, с другой стороны, к низкой эффективности ис-ользования самих транспортных единиц.

Оптимальное управление транспортно-технологическими операция-и является важнейшей задачей в повышении эффективности производс-ва. В свою очередь, эффективность управления транспортными комп-ексами на предприятиях, качество и оперативность принимаемых ре-ений зависят от информированности управляющего персонала. Поэтому настоящее время для управления транспортно-технологическими □мплексами применяются информационно-управляющие системы. Отличия аких систем от чисто информационных выявляются при решении задач правления в реальном масштабе времени, значительное расширении омплекса функциональных задач, включающем задачи планирования и правления работой транспорта, высокой надежности системы автома-ического сбора информации, объединяющей большое количество датчи-ов и устройств, обеспечивающих работу системы в автоматическом и втоматизированном режимах.

Проведенный анализ функционирования транспортно-технологичес-их систем предприятий позволяет утверждать, что автоматическое 1ределение местоположения транспортных единиц является необходи-эй функцией для эффективного управления транспортно-технологичес-ями системами.

В связи с этим внедрение автоматизированных систем управления ранспортом с определением его местоположения является одним из утей повышения эффективности производства за счет сокращения вре-зни простоя основного технологического оборудования и за счет оп-

тимального распределения транспортных единиц по перевозочным one рациям.

Тема диссертационной работы соответствует одному из основнь направлений научных исследований Воронежского государственног технического университета "САПР и системы автоматизации произволе тва".

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ - повысить эффективность исполь зования транспорта предприятий путем разработки и внедрения мате матического обеспечения и технических средств автоматического оп ределения местоположения подвижных единиц при управлении транс портно-технологическими системами.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие зг

дачи:

1. Произвести обзор и анализ существующих способов автомата зации при управлении транспортом. Оценить значимость автоматичес кого определения местоположения подвижных единиц в автоматизирс ванных системах управления.

2. Исследовать модели и алгоритмы определения местоположени подвижных единиц на множестве траекторий для различных типов зг дач, выбрать оптимальный алгоритм по критериям быстродействия универсальности.

3. Разработать структуру и технические средства системы опре деления местоположения транспортных средств и алгоритмы взаимс действия элементов системы между собой.

4. Разработать программное обеспечение для вычислительног комплекса системы контроля, обеспечивающее автоматическое вычисле ние местоположения транспортных средств.

5. Осуществить внедрение и опытную эксплуатацию разработаннс системы. Произвести оценку работоспособности и эффективности прея ложенной системы.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. В работе использованы методы исследовг ний теории автоматического управления и системного анализа, диен ретной математики, математического и физического моделирования информационно-управляющих систем, элементов и устройств автоматики вычислительной техники.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА полученных результатов состоит в следующем:

1. Разработан способ определения местоположения транспортных ;редств (ТС) по координате опорной точки и расстоянию, пройденному 1Т нее, отличающийся тем, что параметрами местоположения являются [дентификатор траектории и смещение ТС от начала этой траектории.

2. Разработаны структура, программно-технические средства, беспечивающие автоматическое определение местоположения транс-ортных средств в составе системы управления транспортно-техноло-ическими комплексами и отличающиеся использованием дальних радио-аналов связи и автоматическим включением резервных радиоцентров.

3. Разработана методика создания математического обеспечения МО) для АСУТП, отличающаяся непрерывным контролем временного ре-урса процессора в цикле обмена.

4. Разработана методика отладки математического обеспечения истем управления объектами в реальном времени, основанная на ринципе полунатурного моделирования.

5. Разработан алгоритм автоматической отметки прохождение ранспортными средствами контрольных точек на траектории движения, гличающийся использованием балльной оценки приходящей информации

учетом ее старения во времени.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

1. Разработано математическое обеспечение для управляющего омплекса системы, обеспечивающее определение местоположения эанспорта и программа автоматической отметки прохождения конт-эльных точек транспортными средствами.

2. Разработаны программно-технические средства, позволяющие )и эксплуатации системы управления создавать базу данных для ана-1за работы транспортно-технологических систем в режиме реального юмени.

3. Разработана техническая документация для производства ап-фатуры системы управления и контроля транспортно-технологически-1 комплексами.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ. Внедрена в эксплуатацию систе-I контроля за транспортными средствами с определением их местопо->жения на ПО "Воронежгорэлектротранс". Экономический эффект выра-

- б -

жается в том, что при существующем парке транспортных единиц пассажиропоток на транспорте увеличился на 12-16%. Эффект получен зг счет оперативного управления транспортом и сокращения времен! простоя при задержках в движении.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работ! докладывались и обсуждались на:

IV Республиканской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов "Электронизация и компьютеризациз сельскохозяйственного производства" (Рязань, 1993);

Научно-технической конференции с международным участие! (Москва, 1995);

Международной научно-технической конференции "Автоматизаци; процессов управления на городском электротранспорте" (Нижний Новгород, 1996).

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 37 работ, в то; числе получено 9 патентов на изобретения.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 105 страницах машино писного текста, содержит 25 страниц рисунков, приложение и состой из введения, пяти глав, выводов, библиографического списка из 8 наименований.

Содержание работы

Во введении обоснована актуальность автоматизации в управле нии транспортно-технологическими комплексами на промыпшенны предприятиях. Определены цели и задачи диссертационной работы, ре шение которых позволит через оптимальное управление перевозочньш процессами на предприятиях повысить эффективность производства Представлено краткое содержание по главам.

В первой главе дана характеристика объекта управления, преде тавлены цифровые данные по видам транспорта, используемого на раз личных промышленных предприятиях. Дана классификация промышленног транспорта по способу транспортирования и по способу организац! перевозочного процесса.

Далее проведен анализ состояния проблемы автоматизации в уг

равлении промышленным транспортом на сегодняшний день, выявлены особенности функционирования промышленного транспорта, предложена структура автоматизированной системы управления транспортом и ее необходимые функции.

Для эффективного оперативного управления транспортно-техноло-гическими комплексами функция автоматического определения местоположения транспортных единиц должна отвечать высоким требованиям как по точности, так и по быстродействию.

Проведен обзор систем контроля и управления транспортом и способов автоматического определения его местонахождения. Произведена классификация таких систем по различным критериям. На основе ана-гсиза их недостатков и преимуществ выявлены наиболее перспективные лринципы построения систем управления транспортом, сформулированы правления дальнейших исследований для обеспечения в таких системах функции автоматического определения местоположения транспорта.

Во второй главе излагается основной принцип определения местоположения подвижных объектов на транспортной сети.

Транспортную сеть, по которой осуществляют движение объекты, южно представить как множество траекторий. В этом случае перек-зестки транспортной сети можно рассматривать как точки пересечения траекторий. Так как в точках пересечения объекты могут переходить ; одной траектории на другую, то для однозначности определения местоположения п-1 направления из п возможных обозначают маршрут-1ыми датчиками.

Для решения задачи по определению местоположения объектов на 1орожной сети строится ее информационная модель.

При движении по какой-либо траектории объект пересекает зоны 1аршрутных датчиков в последовательности, которую можно записать в ¡иде множества. Причем, код маршрутного датчика, установленный в гачале траектории, открывает это множество и замыкает его. Прини-!ая за искомую величину смещения объекта от начала траектории и гчитывая, что в каждом цикле запроса на ЦДП от объекта поступает сод последнего маршрутного датчика, зону которого он пересек, и сод, кратный расстоянию, пройденному от этого маршрутного датчика, !Нформационная модель траектории должна содержать смещения от на-

чала траектории мест установки маршрутных датчиков.

Смещение маршрутного датчика от начала траектории есть расс тояние, пройденное объектом из точки начала траектории до соот ветствующего маршрутного датчика. Так как некоторые маршрутны датчики встречаются на пути объекта в прямом и обратном налравле нии, они будут иметь два смещения: для прямого движения и для об ратного. В общем виде информационная модель одной траектории представляет собой совокупность линейных массивов Р и Q.

W = { Р, Q },

Р = { Pi.pz.....pj.....Pk>,

Q = { q1(qz,.. .,qj,----qk>.

Далее рассматривается алгоритм определения местоположения пр движении объекта' по одной траектории, который является базовы при разработке алгоритмов для более сложных задач.

Как оговорено выше, решение задачи по определению местополо жения объекта есть вычисление его абсолютного смещения от начал траектории. Согласно этому для случая одностороннего маршрутноп датчика:

/

| D = Pj, при j £ [1, к] { (1) | Labs = qj + L, v.

где D и L - код маршрутного датчика и код расстояния, посту пившие от объекта на ЦДЛ, соответственно; Labs - абсолютное смещение объекта от начала траектории qj - смещение j-oro маршрутного датчика от начала траек

тории. Labs £ [0, qk];

Сложность технической реализации одностороннего маршрутног датчика на участке траектории, где движение осуществляется в об направления, вынуждает использовать двунаправленные маршрутны датчики, а для определения местонахождения применять более сложны алгоритм.

В общем случае принцип определения местоположения объекта заключается в фиксации на ЦДЛ двух смежных маршрутных датчиков, зону которых по мере движения пересекает объект. Смещение от начата траектории последнего в паре датчика и код расстояния, пройден-■гаго от него объектом, укажут на точное местоположение объекта.

Определение Labs осуществляется согласно следующей системе сравнений:

/

I Dc * Dc+1,

I Dc - pj, при J € [1, Ю,

< Dc+i = Pjti. (2)

I Labs = qj + 1 +

V

где Dc и Dc+1 - коды маршрутных датчиков, поступившие от объекта в цикле сив цикле с+1 соответственно.

После определения начальной позиции Labs, его вычисление в юследующих циклах проводится с учетом того, что текущий индекс j ia множествах Р и Q известен из вычислений в предыдущем цикле пусть J=JC). Два варианта вычисления текущей позиции объекта на 'раектории обуславливаются тем, что может поступить кодограмма с •ем же кодом маршрутного датчика, что и в предыдущем цикле, а мо-:ет - с кодом следующего. В первом случае t

I Dc+i = Dc,

{ (3)

I Labsc+1 = qj + 1 или Labs^j = LabSj, + - 1^)

и во втором

/

I Dc+i * Dc

{ (4)

I Labsc+1 = qJ + 1 + Lc+1,

4

где Labsc + 1 6 [Labsc, qk ].

Задачи по определению местоположения объектов на множеств траекторий могут быть трех типов.

1.Объекты движутся по заранее известным траекториям (органи зация перевозок по замкнутому циклу с известной разнарядкой).

2. Каждый объект движется по любой из известных траекторий Переход с одной траектории на другую невозможен (организация пере возок по замкнутому циклу, разнарядка не известна).

3. Объекты движутся по любым возможным траекториям на дорожно сети (организация перевозок по открытому циклу).

В общем виде для дорожной сети с множеством траекторий инфор мационная модель будет иметь вид

Р =

Р11.Р12. Р21 <Ргг.

РЦ.Р12.

Рга1-РтЕ.

• рц

■ Р2] • Рц > Ртл

> Р1 (к 1) Рг(к2)

■ Р( (к1)

■ Рт(кт)

I

I 411.412.

I 421.422.

| . . ..

о = I 4ц.412.

| . . ..

I 4т1-4га2.

.41]. ■ .42]. •

. 4т]. ■

■.4нк1) I ■.4г(к2) I I

•.4нкП 1< I

• < 4т (кт) 1

где 1а - количество кодов маршрутных датчиков в последовг тельности для 1-ой траектории; га - число заданных траекторий на дорожной сети. Решение задач первого типа можно осуществлять по алгоритму разработанному для движения по одной траектории. Для этого досте точно дополнить его таблицей соответствий идентификаторов объекте с траекторией их движения.

Задачи по определению местоположения второго типа отличаютс

г

- И -

от задач первого типа тем, что отсутствует информация о том, по какой из заданных траекторий движется объект. Таким образом, эта задача сводится к идентификации траектории движения, а затем к опеределению местоположения объекта по способу для задачи первого типа.

Принципиальное отличие задач третьего типа от первого и второго заключается в том, что для определения местоположения требуется такая информационная модель дорожной сети, в которой зафиксированы все возможные парные комбинации маршрутных датчиков без повторений на одной траектории. Формирование этой информационной модели может осуществляться двумя способами. Если необходимо определить местоположение на заданных траекториях, то формируются в начале эти траектории, а затем вспомогательные траектории, которые необходимы для фиксации перехода объекта с одной заданной траектории на другую. Причем, вспомогательные траектории фигурируют лишь в функциональной части алгоритма. После определения местоположения объекта на вспомогательной траектории, делается проекция на одну лз заданных траекторий. Соответственно, идентификатор вспомогательной траектории преобразуется в идентификатор одной из заданных траекторий.

Рассматриваются принципы формирования "описаний вспомогатель-1ых траекторий и их идентификаторов.

Общим для вспомогательных траекторий является то, что в их описаниях должна содержаться как минимум пара смежных маркеров, ко-порые могут поступить на ЦДЛ при переходе объекта с одной траекто->ии на другую.

По вышеописанным признакам формируются вспомогательные траек-'ории и их соответствующие множества Н и V. Причем, в V могут быть (трицательные значения.

Таким образом, дорожная сеть для этого типа задач описывается ¡вумя парами матриц Р, Ц для заданных траекторий и Н, V для вспомо-■ательных соответственно.

Введем логическую функцию, которая является признаком иденти-'икации траектории по двум смежным маршрутным датчикам на множест-е траекторий, ГРд - заданных и РНУ - вспомогательных:

Fp.Q = (Dc=Pi,j )&(Dc+i=Pi,j + i^^Qi,j+2-Qi, j + i).

Fh.v = (Dc= hlfj)b(Pctl-hltj)&(L<v1.Jt2-v1>i+1). (5)

Используя эти функции, формулу идентификации траектории г двум смежным маршрутным датчикам запишем :

R = i*FP<Q + (i+const)*FHiv*Fp>q. (6)

Значение const выбирается по условию const > m, чтобы отл! чать идентификаторы заданной траектории от идентификаторов вспомс гательной.

Вычисление Labs производится по формулам ! t | R > const, | R < const,

{ или {

I Labs « V(R-const),j + i + It+i I Labs = qR.j+i + Lc+1,

Выражения для вычисления текущей позиции даны с учетом ситу; ций при поступлении информации на ЦДЛ.

1. Пришедшая кодограмма содержит тот же код маршрутного да чика:

а) код расстояния не превышает допустимый код по вычисленной в предыдущем цикле траектории; для заданной траектории

| R < const,

I Dc+1 = Dc, (8)

( Lc+l * 4r.j + I ~ Qr.J-

| Labsc+1 = qR>J + Lc+1 или Labsc+1= LabSp + (L^+j - Lc),

для вспомогательной траектории

| Labsc+1 = VRiJ + Lc+1 или Labsc+1 = Labsc + (Lc+1 - Lc);

б) код расстояния превьшает допустимый код ( сход по коду расстояния ).

Чтобы производить определение траектории по двум смежным необходим еще предыдущий код маршрутного датчика. Это будет Pr,j-i для R < const и h(R-const),j-i• Подставив соответствующее значение вместо D0 в (5) по формуле (6) найдем идентификатор новой траектории.

2. Пришедшая кодограмма содержит новый код маршрутного датчика:

а) код маршрутного датчика является ожидаемым по траектории;

для заданной траектории

<

I Dc + 1 * Dc,

| R < const,

{ Dc+i = Pr,j + i-

| Labsc+1 = Qr.j+i + Lc+i

(10)

или

для вспомогательной траектории

/

I Dc + 1 * Dc,

| R > const,

4 Dc + 1 = h(R-const),J+l'

I Labsc+1 =V(R.const), J + i+ Lc+ь

(11)

V

б) код двухстороннего маршрутного датчика не является ожидаемым по траектории.

Производится идентификация новой траектории по (5) и (6), вычисления Labs по (7).

в) код одностороннего маршрутного датчика не являете ожидаемым по траектории.

Идентификация траектории производится как в начальной ситуа

ции.

Таким образом, все возможные ситуации при произвольном движе нии объекта учтены в этом способе определения местоположения.

В результате исследований различных алгоритмов был найде! универсальный алгоритм для определения местоположения на дорожно! сети любой сложности при произвольном движении объектов.

Третья глава посвящена технической стороне реализации алгоритма определения местоположения подвижных объектов.

Разработанный в главе 2 алгоритм определения местоположенш транспортных единиц предполагает соответствующую техническую реализацию системы контроля, основные устройства которой уже перечислены в главе 2. С учетом этого для реализации вышеуказанного алгоритма наиболее подходящей является система, описанная в патенте PC N1538178. Функциональная схема.этого устройства представлена нг рис.

Изобретение относится к области контроля движения транспортных средств и может быть использовано, в частности, в системах централизованного контроля подвижных единиц маршрутизированного транспорта.

Далее описывается состав и принципы функционирования этой системы. Для практической реализации выбраны основные параметры системы контроля: длительность цикла опроса, протокол обмена информацией, скорость передачи данных, точность датчика пройденного пути и т.д. Важное значение имеет правильный выбор структуры радиосети системы контроля. Это обеспечивает надежность функционирования системы в целом.

Такая задача легко решается для небольших территорий, но представляется проблемой при внедрении системы в крупных городах на общественном транспорте. Когда размеры территории, на которой расположена дорожная сеть, превышают двойной радиус действия при-

Рис. Блок —схема устройства для контроля движения транспортных средств.

1 — маршрутные датчики,2 — коммутатор,3 — блок проверки стартам—блок сравнения номера,5 —формирователь сигнала запус — ка,6—двухканальный приемопередатчик, 7 —блок управления, 8 —

— ЦАП,9 — датчик пройденного пути, 10 —блок кодирования, 11 —

— формирователь кода маршрутного датчика, 12 —тангента, 13 —

— микротелефонная трубка, 14—датчик положения микротеле — фонной трубки, 15 — индикатор отклонения от графика, 16 —приемник, 17—клавиатура, 18—приемопередатчик первого канала,

19 — преобразователь последовательного кода в параллельный,

20 —блок согласования, 21 — блок кодирования,22 —блок обработки информации,23 —приемопередатчик второго канала.

меняемых радиосредств, необходима установка нескольких передающих и принимающих радиоцентров, связанных с ЦЦП. В рамках данной работы были выбраны структуры радиосети для таких случаев, алгоритмы управления радиоцентрами и соответствующие им технические средства [патент РФ N 1836714].

Вообще говоря, учитывая необходимость непрерывной работы системы контроля, установка дополнительных радиоцентров возможна в качестве резервов.

Предложена схема устройства, которое может быть использовано в качестве маршрутного датчика, и описана его работа. Наряду с этим указаны требования, предъявляемые к маршрутному датчику и приемнику его сигналов. Также предложено примерное исполнение приемника сигналов маршрутного датчика.

При использовании в качестве блока обработки информации ПЭВМ типа АТ 486 и ей аналогичных, связь с каналами передачи и приема данных осуществляется через последовательный порт стандарта РБ-232 Блок синхронизации, блок кодирования и блок приема информации составляют одно устройство - контроллер обмена. Разработка контроллера обмена и описание его работы завершают перечень основных технических средств, применяемых в предлагаемой системе контроля.

В четвертой главе рассматривается процесс создания математического обеспечения для системы контроля. Основное отличие таких программ от традиционных вычислительных - это -непрерывная работа в реальном времени, что дает основание отнести эту программу к классу управляющих программ автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Основным требованием к функционированию таких программ является завершение обработки порции пришедшей информации до прихода следующей.

Составляющие программу модули по функциям, которые они обеспечивают, можно разделить на три группы:

1) системные модули - это подпрограммы, обеспечивающие обработку аппаратных прерываний от устройств, входящих в вычислительный комплекс ЦДЛ (клавиатура, монитор, таймер, последовательные порты, контроллер обмена);

2) основная часть - модули ее составляющие, образуют ветви

шгоритма, который обеспечивает обработку каждой порции информации I каждом цикле;

3) вспомогательные модули - это программные модули, которые «тивизируются по команде оператора или в результате наступления ;аких-либо событий, частота возникновения которых чрезвычайно мала 1 сравнении с циклом обмена. Эти модули, как правило, обеспечивают [налоговый режим между оператором и ПЭВМ.

На основании такого представления программного продукта, ра-гатающего в реальном времени, была разработана методика создания гправляющих программ АСУТП.

Суть методики заключается в том, что программа, контролируя ¡ременной ресурс в каждом цикле обмена между ПЭВМ и контроллером обмена, в первую очередь производит операции, которые необходимо ¡акончить до поступления следующей порции данных, а затем, с учетам остатка времени, включает в работу вспомогательные модули, для соторых установлен признак на отработку.

Далее описывается применение этой методики при работе над управляющей программой системы.

Для проверки и отладки созданной программы была разработана «етодика проверки программы, работающей в реальном времени, котоРая основывается на полунатурном моделировании.

Отлаженная программа по данной методике полностью готова к знедрению в реальный технологический процесс. Это главное преимущество данного метода моделирования, и из него следует, что применение полунатурного моделирования для отладки программы позволяет :оздавать матобеспечение для управления технологическими процессами без самого объекта управления.

Использование описанного метода моделирования при разработке 1 внедрении автоматизированной системы диспетчерского управления тародским электротранспортом позволило вести параллельно работы по ;озданию технических средств системы и разработку ее матобеспечения, что существенно сократило сроки введения системы в эксплуатацию.

Пятая глава посвящена результатам опытной эксплуатации внед-эенной системы на ПО "Воронежгорэлектротранс" и проверки работос-

пособности алгоритмов определения местоположения транспортш средств указанного предприятия. Чтобы оценить достоверность инфо{ мации о местоположении объектов предоставляемой системой контроле необходимо непрерывно сравнивать эту информацию с реальным положе нием. В оперативном режиме реального времени это осуществить не возможно из-за большого объема информации в короткий интервал вре мени.

Так как на предприятиях пассажирского транспорта основных отчетными документами о работе предприятия являются графики прс хождения контрольных точек подвижными единицами, то на базе алгс ритма определения местоположения ПЕ в рамках данной работы быт разработана программа автоматической отметки времени прохождени контрольных точек подвижными единицами. Оценка точности автомати ческой отметки относительно отметки наблюдателя может являтьс косвенной оценкой работоспособности алгоритма определения местопс ложения подвижных объектов.

Далее в этой главе поясняется работа алгоритма автоматическо отметки и приводится расчет его временной погрешности.

Для проверки на достоверность информации о местонахождени объектов, выдаваемой управляющей программой системы контроля в пе риод опытной эксплуатации был проведен следующий эксперимент.

В течение месяца производилась автоматическая отметка прохож дения контрольной точки подвижными единицами ПО "Воронежгорэлект ротрас" по программе, описанной выше. Вместе с тем на этом пункт контроля наблюдателем вручную фиксировалась время прохождения под вижных единиц, участвовавших в эксперименте.

В результате проделанной работы наблюдателем было произведен! более 2500 отметок. Основным итогом этого эксперимента было то что программой автоматической отметки было получено 98% отметок о1 зафиксированных наблюдателем, из которых 97% автоматических отме ток укладываются в интервал от -1 минуты до +1 минуты относитель» наблюдателя, что соответствует требованиям к отметкам, принятым н; предприятиях пассажирского транспорта.

На основании этого эксперимента на ПО "Воронежгорэлектрот-ране" было принято решение о постепенном переходе от ручной отмет-

си линейных диспетчеров к автоматической отметке, формируемой сис-гемой контроля, что повышает объективность оценки о регулярности шижения воронежского электротранспорта.

Основные результаты работы

1. Разработана методика построения информационной модели транспортной сети по опорным точкам, в основе которой лежат принцип установки маршрутных датчиков и принцип представления транс-гартной сети как множества траекторий движения.

Модель представляет собой множества кодов маршрутных датчиков 1 множества их смещений от начала соответствующих траекторий.

2. Предложены параметры, однозначно определяющие местоположе-те транспортного средства на множестве траекторий движения. Эти гараметры - абсолютное смещение транспортного средства от начала траектории и идентификатор этой траектории - являются выходными Зля модуля определения местоположения и могут быть использованы зля отображения местоположения транспортных средств на топокарте транспортной сети.

3. Предложен математический аппарат, вычисляющий местоположе-1ие транспортного средства на транспортной сети, представленной з виде информационной модели.

4. Разработаны и исследованы алгоритмы определения местоположения транспортных средств для различных способов организации перевозочного процесса, выбран универсальный алгоритм. О данный алгоритме и способе определения местоположения транспортных средств делалось сообщение на различных конференциях.

5. Предложено и защищено патентами РФ устройство определения местоположения транспортных средств, которое основывается на средствах дальней радиосвязи, вычислительной техники и современной электроники.

6. Предложена и защищена патентом РФ структура радиосети системы управления транспортом, обеспечивающая бесперебойное функционирование системы и высокую степень достоверности определяемых координат транспортных средств.

7. Разработана структура управляющих программ систем управления и методика их создания. Данная структура компоновки программ! обеспечивает устойчивость работы в реальном времени и максимальнс использует процессор ЭВМ. Методика позволяет избежать ошибок i программировании для программ реального времени.

8. Разработана методика проверки и отладки управляющих программ реального времени, основанная на полунатурном моделировании. После отладки указанным способом, программы могут быть задействованы непосредственно для управления реальными объектами.

9. Разработан алгоритм и программа автоматической отметю времени прохождения контрольных пунктов транспортными средствами. Алгоритм осуществляет отметку по балльной системе оценок приходящей информации, что дает минимальную погрешность при движеник транспортных средств с различной скоростью в зоне контрольное пункта.

10. Разработанная на основе изложенных в работе методов и способов система управления электротранспортом внедрена в эксплуатацию на ПО "Воронежгорэлекторотранс". Эффект от работы системы выражается в увеличении на 12% пассажиропотока, перевозимого тем же парком транспортных средств.

Основное содержание диссертационной работы отражено в следующих публикациях:

1. Патент РФ 1339616, МКИ3 G08 С19/28. Устройство для контроля движения транспортных средств / В.Г.Доровских, Е.А.Кожухов, В. Г. Малхов, В. М. Люханов и В. В. Рубненков (РФ).

2. Патент РФ 1345227, МКИ3 G08 G1/00. Устройство для контроля движения транспортных средств / В.Г. Доровских, Е.А.Кожухов, В. Г. Малхов, В. М. Люханов и В. В. Рубненков (РФ)

3. Патент РФ 1397957, МКИ3 G08 G19/28.Устройство для контроля движения транспортных средств / В.Г.Доровских, Е.А.Кожухов, В.Г.Малхов и В.М.Люханов (РФ).

4. Система диспетчерского управления городским электротранспортом малых, средних и больших городов / Кожухов Е. А., Курачев С. А., Люханов В.М., Малхов В.Г. // Повышение эффективности функционирования систем и устройств: Тез.

докл. обл. науч.-прак. конф. - Воронеж, 1988.

5. Автоматический контроль режимов ведения и потребляемой электроэнергии на горэлектротранспорте / Дягилев А. Я., Каширский К. И., Кожухов Е. А., Люханов В. М., Малхов В. Г. // Повышение эффективности функционирования систем и устройств: Тез. докл. обл. науч.-прак. конф.- Воронеж, 1988.

6. Патент РФ 1411798, МКИ3 G08 G1/12. Устройство для контроля движения транспортных средств / В.Г. Доровских, Е. А. Кожухов, В. Г. Малхов, В. М. Люханов и В. В. Рубненков (РФ).

7. Патент РФ 1538178, МКИ3 G08 G1/123. Устройство для контроля движения транспортных средств / В. М.Горячев, В. Г. Доровских, Е. А. Кожухов и др. (РФ).

8. Патент РФ 1654669, МКИ3 G08 С19/28. Устройство для контроля движения транспортных средств / Е. М.Арнаутова, Е. А. Кожухов, В. М. Люханов и В. В. Рубненков (РФ).

9. Патент РФ 1695352, МКИ3 G08 С19/28. Устройство для контроля движения транспортных средств / Е.М.Арнаутова, Е.А.Кожухов, С.А.Курачев, В. М. Люханов, В. Г. Малхов и В. А.Сурин (РФ).

10. Е.А.Кожухов, В.М.Люханов, С.Л. Подвальный. Методика разработки управляющих программ для матобеспечения АСУТП // VI республ. науч.-техн. конф.: Тез. докл.- Рязань, 1993.

11. Е.А.Кожухов, Д. 0. Плаксин, С.Л.Подвальный. Применение полунатурного моделирования при создании матобеспечения для АСУТП // VI республ. науч.-техн. конф.: Тез. докл.- Рязань, 1993.

12. Патент РФ 1836714, МКИ3 G08 G1/123. Устройство для контроля движения транспортных средств / 3.0.Грибков, Е. А. Кожухов, В.М.Люханов и В.В.Рубненков (РФ).

13. Кожухов Е.А., Люханов В.М., Подвальный С.Л. Автомат определения удельного сопротивления движению // Науч.-техн. конф. с междун. участием: Тез. докл.- М., 1995.

14. Кожухов Е.А., Люханов В.М. Определения положения подвижных объектов на множестве траекторий // Науч.-техн. конф. с междун. участием: Тез. докл.- М., 1995.

15. Опыт внедрения АСДУ на базе радиосредств в ПО "Воронежго-рэлектротранс" / Ерохин Н.А., Кожухов Е.А., Лиханов В.М., Плаксин 0. А. // Автоматизация процессов управления на городском электротранспорте: Тез. докл. межд. науч.-техн. конф.- Нижний Новгород, 1996.

16. Определение местоположения подвижных объектов на множеств! траекторий/ Е. А. Кожухов, В.М. Люханов, Д. 0. Плаксин, С.Л.Подвальный // Проблемы информатизации и управления: Межвуз. сб. науч. тр. - Воронеж, 1996.-С. 4-12.

17. Патент РФ 2054198, С 08 С 19/12, С 07 С 5/00. Устройстве для контроля движения транспортных средств / Е.А.Кожухов, В. М. Люханов, В. В. Рубненков, С. Л. Подвальный (РФ). - 21 с.; ил.

Подписано в печать 2. 02.98. Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ N 3 Типография ЛГТУ. 398055 Липецк, ул. Московская, 30