Обзор существующих решений технологии интеллектуальных транспортных систем

Аннотация

В работе предлагается обзор инновационных решений технологии интеллектуального автомобильного транспорта. Перечислены недостатки современных транспортных систем, которые влекут за собой увеличение дорожно-транспортных происшествий, а так же приостановление дальнейшего развития данных технологий. Предложены варианты усовершенствования уже имеющихся разработок в области интеллектуальных транспортных систем

Ключевые слова

Интеллектуальная транспортная система, беспилотный автомобиль, датчики.

Введение

Проблема безопасности дорожного движения с каждым днем становиться все более актуальной. В наши дни автомобильный транспорт является одним из важнейших факторов, который влияет на состояние и развитие экономики государства. Снижение количества дорожно-транспортных происшествий – одна из главных задач, которая включает три компонента: водитель, автомобиль и дорога [1]. Для решения всей задачи необходимо совершенствование всех компонентов. Но главная роль принадлежит водителю, который способен руководить всеми процессами на дороге. В связи с ростом интенсивности транспортных потоков полноценный контроль приводит к возрастающей физиологической и психической нагрузке на водителя, что приводит так же к увеличению дорожно-транспортных происшествий. Именно поэтому возникла необходимость облегчения труда водителя с помощью дополнительны устройств.

С этой целью были разработаны различные механические, гидравлические и пневматические устройства, сложные электронные и микропроцессорные системы управления. Однако, к полному решению проблемы безопасности это не привело, именно поэтому развитие в этой области продолжается. Рынок автомобильного транспорта продолжает интенсивно развиваться, что позволяет повысить уровень комфорта и безопасности. Таким образом автомобильные фирмы начали разрабатывать и внедрять Smart устройства или Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) (совокупная система, объединяющая в единый технический и технологический комплекс подсистемы организации дорожного движения, обеспечения безопасности дорожного движения, а также предоставления информационного сервиса для участников дорожного движения и потенциальных субъектов транспортного процесса [3]).

Несмотря на то, что данные системы имеют разное предназначение, все они направлены на улучшение транспортной ситуации на дорогах. Основой всех систем такого рода являются подсистемы, обеспечивающие планирование и отработку траектории движения автомобиля в автоматическом режиме. Также одной из задач, имеющих наивысший приоритет, является разработка систем активной безопасности, позволяющих осуществлять маневр уклонения от столкновения с препятствием, как статическим, так и динамическим [2].

Основная часть

На сегодняшний день наука не стоит на месте. Проблеме автомобильного транспорта уделяется так же множество исследований. Благодаря новым разработкам, технологии интеллектуальных транспортных систем выходят на новый уровень. Большой вклад в нынешние разработки внесли зарубежные и отечественные ученые и исследователи. Среди зарубежных: Дженнифер Данг (Разработка электронного контроля устойчивости автомобиля, технологии безопасности, предназначенной для повышения устойчивости и контроля автомобиля во всех ситуациях вождения.), Себастьян Сильвани и Дуглас Скорубский (Разработка технологии фундаментных тормозов и современные системы управления тормозами.), Хэмминг Р. В.. Среди отечественных: Клюев В. В., Пархоменко П. П. (Применение вычислительных машин в производстве.), Каган Б. М., Шибанов Г. П. и др.

Современный автомобильный транспорт становятся все более компьютеризированным. Автомобильная промышленность внедряет все больше новых технологий, что позволяет пользователям облегчить свою жизнь.

Инфоком ЛТД

Компания Инфоком ЛТД из Запорожья анонсировала первый отечественный автопилот Pilotdrive. Он без непосредственного участия водителя способен отправить автомобиль из пункта А в пункт Б по оптимальному маршруту. Pilotdrive – это система беспилотного управления автомобилем, которую можно установить на любой вид транспорта – грузовой, пассажирский, личный автомобиль. [4]. Аппаратную часть для разработок Инфоком импортирует, а вот с программной частью справляется самостоятельно, своими силами.

Pilotdrive внешне распознаваемый. На автомобиле установленные камеры, датчики, радары и тепловизор. С их помощью автомобиль способен ориентироваться в пути. Автопилот распознает разметку дороги, ее ширину, умеет ориентироваться в условиях бездорожья. Датчики беспилотника имеют охват 360, что исключает возникновение слепых зон. Сенсорные системы распознают дорожные знаки, пешеходов и даже животных, выбегающих на проезжую часть. Реакция автомобиля на препятствие моментальная, уверяют разработчики – система анализа и принятия решений срабатывает за доли секунд. [4].

Компания Инфоком ЛТД разработала продукт, применимый для местных дорог, чего нельзя сказать о зарубежных разработках. Сенсорные системы автомобиля защищены от дождя и тумана.

Система мониторинга Pilotdrive выводит полную информацию о местоположении, направлении движения, пройденном пути, скорости на любом этапе движения, реальном расходе топлива, работоспособности всех систем управления умным автомобилем. [4].

Система управления и мониторинга снабжена специальной платформой WINCC OA, которая создает человеко-машинный интерфейс. Данная платформа, от компании Siemens, используется в большинстве случаев в промышленной автоматизации, а данная реализация является своего рода уникальным проектом, который обеспечивает всю доступную информацию для пассажиров и водителя.

GOOGLE

Компания Google разработала новый беспилотный автомобиль. Данный проект реализуется лабораторией Google X.

Система использует информацию, собранную сервисом Google Street View, видеокамеры, датчик LIDAR, установленный на крыше, радары в передней части авто и датчик, подключенный к одному из задних колёс, который помогает определить позицию автомобиля на карте. [5].

В 2010 году компания Google начало тестирование своих автомобилей, которые были оборудованы такой системой. В реальных условиях, без участия человека, автомобиль проехал около 1600 км полностью автономно и ещё 225 308 км с частичным участием человека. [5]. Данные разработки помогут снизить количество ДТП, в следствии чего и количество травм и смертей.

В 2012 году компания Google сообщила о значительном прогрессе. Разработанный автомобиль проехал уже более 480 тысяч километров с минимальным участием человека. В следствии этого компания снизила количество экипажа до одного человека. Google также объявила, что пополнила парк беспилотных автомобилей гибридным кроссовером Lexus RX450h. Они необходимы для тестирования системы на участках со сложным рельефом. [5].

В конце мая 2014 Google представил новый образец беспилотного автомобиля. Данная разработка не имеет ни руля, ни педалей газа и тормоза, и на 100 % автономная.

1 сентября 2016 года группа разработчиков из Google Inс. запатентовала способ распознавания проблесковых маячков машин экстренных служб. [5].

В мае 2016 Google и Fiat Chrysler заключили договор о сотрудничестве с целью выпуска 100 самоуправляемых Chrysler Pacifica. Автомобили увеличат количество посадочных мест, а так же будут оснащены гибридным двигателем.

Hyundai Motor Company

Корейская автомобильная корпорация Hyundai Motor Company не отстает в разработках современных технологий. Она заявила о внедрении сверхсовременной ОС. Система предназначена для интеллектуальных машин Connected Cars. Это программное обеспечение даст возможность обмениваться данными на высоких скоростях. Разработчики заявили, что без создаваемой платформы невозможно развитие и функционирование машин в недалеком будущем. CCOS позволит управлять бортовой, информационно-развлекательной и коммуникационной системами. Выпуск первых автомобилей Hyundai, которые будут функционировать с помощью платформы CCOS, анонсирован на начало грядущего десятилетия. До 2020 года в компании запланировано проведение различных тестов с целью проверки слаженности работы элементов системы. [6].

В компании так же разрабатывается концепт-кар, который оснащен платформой CCOS. На нем протестируют работу функций Connected Cars. Одной из этих функций является автоматическое обновление ПО, созданное для внесения изменений в систему через беспроводную сеть без посещения сервисных центров.

Совместно с американской компанией Cisco, Hyundai Motor Company проводят разработки оригинальной технологии авто-сети. В дальнейшем это поможет развитию интеллектуальной системы дорог. Такие начинания направлены на стремительное развитие и улучшение жизни клиетов корейского автомобильного производителя.

Помимо разработок и тестирования CCOS, Hyundai параллельно занимается разработками и других технологий для интеллектуальных авто. Вместе с тем, не остаются в стороне авто-приложения для гаджетов и умных домов, автономное вождение, интеллектуальное дистанционное техобслуживание и анализ трафика. [6].

Audi

Все интеллектуальные системы, применимы для автомобильного транспорта, базируют свою работу на внешних датчиках. Для облегчения загруженности системы, разработчики стараются использовать уже имеющиеся сенсоры и датчики.

Так, например, Audi А8, оснащенная парктроником, не нуждается ни в каких дополнительных датчиках, чтобы научиться самостоятельно заезжать и выезжать из гаража. [7]. Для осуществления данного процесса необходима лишь дополнительная программа, которая позволит заглушить двигатель, включить сигнализацию, закрыть окна, а так же самостоятельно отдать команду автомобилю заехать в гараж всего лишь одним нажатием на пульт управления.

Во многих серийных моделях Audi уже присутствует широкоугольная парковочная камера, которая способна контролировать слепые зоны при выезде с парковки. При возникновении препятствия, на экране выводиться предупреждающий сигнал. Ультразвуковые датчики в состоянии засечь потенциально опасный движущийся объект за 70 м. И эту их способность грех было бы не использовать. [7].

Для обеспечения распознавания не только не живых объектов, необходимо внедрить дополнительные ИК–датчики. На опытных образцах эта система работает следующим образом: в случае опасности столкновения с пешеходом, одновременно срабатывают преднатяжители ремней и автоматически включается экстренное торможение, а также аварийные огни. Полная остановка автомобиля при этом возможна, если скорость не превышает 30 км/час. Если выше, то резкое снижение скорости до минимально возможной в текущей дорожной обстановке. На все про все уходят миллисекунды – во много раз меньше, времени реакции человека. [7].

Выводы

Современные технологические разработки в области интеллектуальных автомобильных систем обладают рядом своих недостатков так же, как и все передовые технологии. Первые разработки таких систем направлены на улучшение транспортного средства, что влечет за собой улучшение комфорта для всех участников дорожного движения. Но такие разработки не всегда бывают доступными, что является одним из главных недостатков. Он влечет за собой ряд других необходимых улучшений для автомобильных интеллектуальных систем. Разработанные математические модели не до конца усовершенствованы и требуют доработок, которые были бы более стандартизированы.

Разработчики автомобильных интеллектуальных систем стараются обеспечить модели самыми последними разработками, но не всегда думая о цене. Для обеспечения ценового разнообразия необходимо использовать не только дорогое, но и более дешевое оборудование, которое обеспечит минимальные требования к данной системе и не будет перегружаться лишним функционалом. Так же использование уже имеющихся датчиков и сенсоров снизит нагромождение общей системы лишним оборудованием. Для новых разработок необходимо построить новые математические модели, которые станут более оптимальными для обеспечения всех заданных функций.

Список использованной литературы

1. Малявин А. А. Разработка системы управления движением автомобиля с использованием нечеткой логики. / А. А. Малявин. – М., 2011. – 180 с.
2. Алексеев А. А. Автоматизация процесса объезда препятствий автотранспортным средством: автореферат / А. А. Алексеев. – М, 2013. – 25 с.
3. Жанказиев С. В. Интеллектуальные транспортные системы: учеб.пособие / С. В. Жанказиев. – М.: МАДИ, 2016. – 120 с.
4. Запорожские разработки умного автомобиля [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ain.ua/2016/09/02/ .
5. Беспилотный автомобиль Google [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Waymo .
6. Новая ОС для умных авто от Hyundai [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://kiev.ua/novayahyundai/ .
7. Интеллектуальные системы безопасности от Audi [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.avtoserver.su/articles/79/79_392.html .