ДонНТУ   Портал магистров

Габибов Руслан Юрьевич

Факультет компьютерных наук и технологий

Кафедра компьютерной инженерии

Специальность «Компьютерные системы и сети»

Исследование параметров конструктивной безопасности интеллектуальных систем управления транспортными средствами

Научный руководитель: к.т.н., доц. Николаенко Денис Владимирович

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность темы
• 2. Цель и задачи исследования
• 3. Обзор исследований и разработок
• 3.1 Обзор международного опыта
• 3.2 Обзор отечественных разработок
• 4. Использование мобильного модуля в исследовании
• Выводы
• Список источников

Введение

Целью магистерской диссертации является анализ и исследование параметров конструктивной безопасности интеллектуальных систем управления транспортными средствами. Исследование проводится с использованием разработанного ранее программного модуля, где использовались современные технологии беспроводной передачи данных – такие как Bluetoothи GPRS, а также работа с мобильной операционной системой Android. Программный модуль предназначен для получения и отображения показаний датчиков системы сбора и обработки информации об окружающей среды, а также для работы с полученными данными и возможность передать информацию на web-сервер. Программный модуль в составе системы сбора и обработки информации об окружающей среде создан для применения в области компьютерного мониторинга.

1. Актуальность темы

В современных условиях трудно представить себе человека без мобильного телефона, планшетного компьютера или любого другого портативного устройства. Каждый из нас привык к тому, что смартфон всегда под рукой. В последние годы телефон служит не только средством общения, но имеет и много полезных функций, таких как, например, доступ в интернет. Мобильные устройства стали выполнять широкий спектр вычислительных общих задач, эти устройства могут стать новым поколением персональных компьютеров. Операционная система Android является одной из самых популярных платформ для мобильных устройств. Стоит отметить, что это не дешёвый аналог продукта от Apple, как считают некоторые специалисты, а альтернатива и основной конкурент с высокой динамикой развития. Данная платформа разработана на ядре Linux и обладает гибкостью настроек системы, которая очень удачно сочетается с удобным инструментарием, что является идеальным решением для создания новых приложений. Изначально операционная система Android разрабатывалась компанией Android Inc, которую позже купила компания Google. В данный момент разработкой и развитием системы занимается бизнес-альянс Open Handset Alliance, который был основан компанией Google 5-го ноября 2007 года, и насчитывает 47 членов, включая многих производителей электроники, разработчиков программного обеспечения, сотовых операторов и производителей микрочипов. Одной из особенностей операционной системы Android является тот факт, что она в значительной степени интегрирована с фирменными сервисами компании Google и именно благодаря специальным библиотекам, разработанными данной компанией Android позволяет сторонним программистам самостоятельно создавать приложения для нее.[5]

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Цель и задачи исследований – оптимизировать вычислительные ресурсы программного модуля системы сбора и обработки информации об окружающей среде, а также вывести закономерности и тенденции развития.

Идея работы заключается в проведении научного исследования при использовании мобильного устройства под управлением ОС Android для получения актуальных показаний датчиков окружающей среды, а также передачи полученных данных на web-сервер.

Основные задачи исследований. Для достижения поставленной цели в работе уже решены следующие задачи:

1. Анализ возможностей операционной системы Android.

2. Разработка сопряжения системы сбора и обработки информации об окружающей среде с сервером.

3. Разработка приложения под ОС Android, которое можно было бы использовать в качестве программного модуля.

Объект исследования – ОС Android, система сбора и обработки информации об окружающей среде.

Предмет исследования – разработка мобильного приложения с возможностью использования в качестве программного модуля системы сбора и обработки информации об окружающей среде.

Методология и методы исследования. В процессе создания магистерской диссертации используются различные методы сравнительного и статистического анализа, на основе которых и делается вывод о целесообразности использования данных программного модуля для системы сбора и обработки информации об окружающей среде.

Информационной базой исследования были работы отечественных и иностранных разработчиков программного обеспечения таких, как Голощапов, Олифер, Дэрси, Гейнер [7],[8] и др., интернет источники, а также материалы научных конференций и материалы технического характера.

3. Обзор исследований и разработок

Всемирный конгресс обществ по развитию интеллектуальных транспортных систем (World Congress on Intelligent Transport Systems), который ежегодно проходит в Стокгольме в сентябре ставит, как самоцель конференций по автомобильной безопасности не то, чтобы облегчить жизнь водителя — добавив «интеллекта» его автомобилю, это попытка сообща, всем миром, решить проблему пробок, оптимизации дорожного движения и напрямую связанную с ними проблему обеспечения безопасности.[1]

3.1. Обзор зарубежного опыта

Система «Floating Car Data» (FCD) придуманная баварцами еще в 2006-м году, в буквальном переводе звучит «переменная автомобильная информация», а во всем мире более известная, как «автомобили-шпионы».

Floating Cars – это машины, которые движутся в потоке вместе с остальными участниками движения, но служат они мобильными регистрирующими элементами. Каждый автомобиль-«шпион» оборудован GPS-приемником и модулем мобильной связи для определения его местонахождения. С его помощью, например, координаты и время поездки передаются на центральный пост управления движением. Тот, в свою очередь, синхронизирует полученные данные с другими автомобилями и распознает пробку.

Система FCD уже выпускается серийно: по дорогам Германии в настоящее время «бегает» более 40000 автомобилей, оснащенных этой системой. Сейчас правительство Германии активно призывает к сотрудничеству многих автопроизводителей: для достижения максимальной эффективности, в потоке должно быть не менее 10% автомобилей-«шпионов» [3].

3.2. Обзор отечественных разработок

Кстати, недавно подобная система появилась и в России и получила название «Пробки 2.0». Пока это пилотный проект и участвовать в нём могут водители, у которых есть мобильные устройства с подключенным GPS-приёмником, на котором запущено приложение «Яндекс.Карты». Сервер получает координаты устройства каждые две минуты, определяет скорость движения пользователя и сообщает остальным участникам, на каких маршрутах возникает затруднение в движении.

Одним из основным источников данных для Пробок 2.0 являются данные, передаваемые нашими пользователями, на мобильных телефонах которых запущены мобильные Яндекс.Карты. Кроме того, для передачи данных о пробках нужен GPS приемник, либо уже встроенный в телефон, либо внешний, подключенный через Bluetooth. Когда пользователь передвигается на машине по дороге, мобильные Яндекс.Карты передают его координаты, направление движения и среднюю скорость, рассчитанную GPS приемником. Данные от пользователей передаются либо раз в 30 секунд, либо, при непрерывном движении, по перемещении на 200 метров. Каждый пакет данных, приходящий от пользователя, можно изобразить на карте в виде точки с направлением и скоростью. В процессе предварительной обработки точек определяются улицы, по которым проехал пользователь, и восстанавливается маршрут, с учетом правил дорожного движения.

Для восстановления маршрута передвижения используются карты, в которые включены данные о типах дорог, разрешенных поворотах, и пропускной способности дорог. После того, как восстановлен маршрут, еще раз рассчитывается средняя скорость, с которой пользователь проехал участок дороги. Это нужно для дополнительной проверки и уточнения скорости, рассчитанной GPS приемником. Скорость вычисляется по всем известной формуле скорость = расстояние/время. На следующем этапе анализа маршруты пользователей, проехавших по одной дороге объединяются между собой, и вычисляется средняя скорость движения на пересекающихся участках маршрутов. В результате этого мы получаем карту дорог города с расставленными скоростями движения. Вычисленные данные о скоростях на дорогах оцениваются с учетом пропускной способности дорог – например, 40км/ч на МКАД это затруднение, а на узкой улице в центре – это свободное движение. После всех этих действий принимается финальное решение о том, свободна или загружена улица, и на ней рисуется зеленая, красная или желтая стрелка.[2]

4. Использование мобильного модуля в исследовании

Приложения в операционной системе Android работают при поддержке Java. Написав и скомпилировав программный код, который включает в себя файлы ресурсов и различные библиотеки использованных элементов, собирается в итоговый файл – Android Package. Это специальный файл с расширением *.apk, который упаковывается при помощи утилиты apktool. Таким образом, именно файл с расширением *.арk распространяется как готовое приложение и распространяется на мобильные устройства.

Прежде, чем приступить к использованию программного модуля системы сбора и обработки информации об окружающей среде необходимо выполнить сопряжение с аппаратной частью системы. Исследовав во второй главе различные технологии и варианты подключений беспроводных персональных сетей, было принято решение использовать в качестве сопряжения организацию PAN–Bluetooth. На рисунках 1 и 2 наглядно показан процесс установки сопряжения.

После того, как было установлено сопряжение между мобильным устройством, которое используется в исследовании в качестве программного модуля, и непосредственно системой сбора и обработки информации об окружающей среде – можно приступать к получению данных датчиков и дальнейшей обработки полученной информации.

Более того, в разработанном программном модуле также предусмотрена возможность передачи данных на web-сервер, что упрощает процесс исследования в рамках магистерской диссертации. Как отмечалось ранее, в работе платформы операционной системы Android используется ряд библиотек, отвечающих за шифрование данных, а также задействована библиотека LibWebCore, которая и является движком для web-операций.

Выводы

Результатом выполнения одной из составных частей магистерской работы является разработанный программный модуль системы сбора и обработки информации об окружающей среде, выполненный в виде мобильного приложения для устройств, работающих под управлением операционной системы Android. Разработанное приложение, является важным звеном в функционировании системы сбора и обработки информации об окружающей среде, которая используется в рамках исследования параметров конструктивной безопасности транспортных средств.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: май 2019 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список использованной литературы

1. Treiber, М. Online traffic state estimation based on floating car data [Текст] / M. Treiber, A. Kesting // Conference MT-ITS in Dresden, Germany, 2013 г..

2. Герасимов, О. Как создаются Пробки 2.0 [электронный ресурс] / Интернет-ресурс. - Режим доступа : www/ URL: https://yandex.ru/blog/company/12695. - Загл. с экрана

3. Пась Б.С., Инфопедия [Electronic resourse] / Интернет-ресурс. - Режим доступа : www/ URL: https://infopedia.su/8xbbf5.html. - Загл. с экрана.

4. Дэрси, Л. Android за 24 часа. Программирование приложений под операционную систему Google. – Рид Групп, 2011. – стр.1499

5. Блог Марка Синната [электронный ресурс] // Wordpress: [сайт]. [2005-2017]. URL: https://markfaction.wordpress.com/2012/07/15/stack-based-vs-register-based-virtual-machine-architecture-and-the-dalvik-vm/

6. Блог Дмитрия Липкинда [электронный ресурс] // Хабрахабр: [сайт]. [2006-2017]. URL: http://habrahabr.ru/post/140459/

7. Гейнер, Д. Беспроводные сети. – Вильяме, 2005. – стр.90

8. Олифер, В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. – Питер, 2010. – стр.285

Резюме Биография Реферат