РАЗРАБОТКА СИСТЕМ БЕЗОПАСНОСТИ И КОНТРОЛЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Настоящая статья написана в рамках проведения исследования систем безопасности и контроля транспорта с целью повышения безопасности и надежности данных систем. Целью данной статьи является знакомство читателя с первыми шагами в проектировании и разработке данной системы.

Объектом разработки является бортовой компьютер автотранспорта, включающий в себя различные системы безопасности и контроля.

Цель работы: Совершенствование систем безопасности и контроля автотранспортных средств.

В ходе исследования были выполнены основные задачи: изучена предметная область, проведен масштабный обзор информационных источников, подобраны оптимальные технологии для применения в ходе проектирования, разработана модель для тестирования бортового компьютера автотранспорта.

Область применения: автотранспорт, системы безопасности автотранспорта.

Практическая значимость работы заключается в удовлетворении потребности стремительно развивающегося авторынка в повышении уровня безопасности участников дорожного движения и повышении комфорта вождения.

В последнее время появляются все новые технические приспособления, призванные сделать управление и контроль автомобилем безопаснее и комфортнее. Сегодня системы управления и контроля автотранспорта уверенно занимают свою нишу в области эксплуатации транспортных средств. «Умное вождение» постепенно становится трендом среди автолюбителей.

Рынок средств мониторинга транспорта в России, да и во всем мире, на сегодняшний день достаточно развит. Выбор оборудования постоянно расширяется в соответствии с потребительскими запросами и новыми техническими возможностями.

Автомобилей на дорогах становится все больше, управлять им в плотном потоке становится все сложнее. Кроме того, в движении принимает участие большое количество молодых водителей, не обладающих достаточным опытом управления автомобилем.

Для помощи водителю и для повышения безопасности дорожного движения разрабатывается большое количество электронных систем безопасности автомобилей.

Все системы безопасности делятся на активные и пассивные:

• назначение активных систем – предотвратить столкновения автомобилей;
• пассивные системы безопасности снижают тяжесть последствий при аварии.

Далее приведены в пример некоторые, широко используемые, системы безопасности, смысла в подробном описании работы данных систем нет, даны лишь краткие пояснения их работы:

Антиблокировочная система тормозов (АБС, ABS). Предотвращает проскальзывание колес во время торможения автомобиля. Часто (но не всегда) работа АБС сокращает тормозной путь автомобиля, особенно на скользкой дороге.

Система курсовой устойчивости (ESP, ESC, VSA и др.). Помогает сохранить или восстановить утерянный контроль над автомобилем при заносе. Система может изменять обороты двигателя и регулирует тормозное усилие индивидуально на каждом колесе автомобиля.

Система аварийного торможения (EBA, BAS). В случае экстренного торможения система быстро поднимает давление в тормозной системе. Используется вакуумный способ управления.

Система динамического контроля над торможением (DBS, HBB). Быстро поднимает давление при экстренном торможении, но способ реализации иной, гидравлический.

Система электронного распределения тормозных сил (EBD, EBV). Фактически это программное расширение последних поколений АБС. Тормозное усилие правильно распределяется между осями автомобиля, не допуская блокировки, в первую очередь, задней оси.

Электромеханическая тормозная система (ЕМВ). Тормозные механизмы на колесах активируются при помощи электродвигателей. На серийных автомобилях ещё не применяется.

Адаптивный круиз контроль (АСС). Сохраняет выбранную водителем скорость автомобиля, поддерживая при этом безопасную дистанцию до движущегося впереди автомобиля. Для поддержания дистанции система может изменять скорость автомобиля, воздействуя на тормоза, или дроссельную заслонку двигателя.

Система помощи при подъеме (Hill Holder, HAS). При трогании автомобиля на подъеме система не позволяет автомобилю откатываться назад. Даже при отпущенной педали тормоза давление в тормозной системе сохраняется и начинает уменьшаться при нажатии на педаль «газа».

Система помощи при спуске (HDS, DAC). Сохраняет безопасную скорость автомобиля при движении на спусках. Включается водителем, но активируется при определенной крутизне спуска и достаточно малой скорости автомобиля.

Целью данной работы является изучение и анализ систем безопасности и контроля автотранспорта. Необходимо спроектировать и разработать программную и аппаратную часть бортового компьютера, который включает в себя, выбранные для изучения системы безопасности и контроля автотранспорта. Акцентировать внимание на использовании в разработке компьютерного зрения и различных модулей. Для тестирования и наглядного представления функционирования бортового компьютера и разрабатываемых систем, необходимо спроектировать и разработать прототип автотранспорта, в виде уменьшенной модели автомобиля.

Разрабатываемый бортовой компьютер позволит реализовать различные системы безопасности и контроля автотранспорта, изучить их, и в процессе исследования и тестирования выявить проблемные участки работы. Это позволить модернизировать и улучшить системы в целом и отдельные модули, что повысит безопасность и всех участников дорожного движения, как водителей, так и пешеходов, а также комфорт вождения автотранспорта. Повышение безопасности и надежности систем автотранспорта, это одно из приоритетных направлений разработки – актуальность данной темы растет с каждым годом.

Для описания разрабатываемого бортового компьютера используется блок-схема показанная на рисунке 1.

Рисунок 1. Блок-схема работы бортового компьютера

Центром системы является одноплатный компьютер Raspberry Pi с соответствующей операционной системой. Для интерактивного взаимодействия пользователя с системой: визуального контроля состояния автомобиля, различных показателей, а также управления некоторыми системами автотранспорта, используется LED дисплей с сенсорной панелью. Также на схеме показаны элементы ввода и вывода информации, соответствующие определенным системам автотранспорта. Данные с устройств ввода обрабатываются средствами процессора Raspberry Pi, соответствующие результаты показаны на дисплее, либо на устройствах вывода: индикаторах топлива, уровня масла, показания скорости, числа оборотов двигателя и т.д.

Список литературы:

1. Безопасность автомобиля. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://avtonov.svoi.info/safe.php#sthash.o6leaUgm.dpbs (дата обращения 25.10.2018).
2. Электронные системы безопасности для автомобиля. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://avto-i-avto.ru/sistemy-bezopasnosti/elektronnye-sistemy-bezopasnosti-avtomobilya.html (дата обращения 22.12.2018).