m0955

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Перевозка скоропортящихся грузов по железной дороге может так же осуществляться в изотермических, крытых вагонах, вагонах – термосах. Изотермические вагоны обладают изоляцией, которая ограничивает теплообмен между грузом и окружающей средой. Вагон – термос способен некоторое время сохранять тепло/холод. В таких вагонах перевозят скоропортящиеся термически не обработанные грузы, не выделяющие тепла. Вагон-термос может эксплуатироваться при температурах от плюс 50 до –50 0С наружного воздуха.

Крытые вагоны защищают перевозимый груз от осадков, однако в них перевозятся только те скоропортящиеся грузы, которые не требуют соблюдения температурного режима.

Большую долю парка изотермического подвижного состава составляют вагоны – рефрижераторы, которые обладают большой вместимостью и способны обеспечивать перевозку груза при поддержании необходимой температуры.

По количеству вагонов различают:

-автономные рефрижераторные вагоны;

-рефсекции (пяти-, двенадцативагонные);

-рефрижераторные поезда (более 21 вагона).

Наиболее распространенными являются пятивагонные секции. Рефрижераторная секция состоит из служебного дизельного вагона и нескольких грузовых вагонов, которые обслуживает бригада механиков.

Обслуживание секций заключается в комплексе работ, направленных на подготовку вагонов к перевозкам скоропортящихся грузов, поддержание необходимых температурных и вентиляционных режимов, а также обеспечение безопасности движения поездов, пожарной безопасности и охраны труда.

В рефрижераторных вагонах разрешается перевозить все скоропортящиеся грузы, за исключением соленой рыбы и сельди в бочках, залитых тузлуком, плодов и овощей, картофеля, не упакованных в тару.

К достоинствам модели организации перевозок скоропортящихся грузов в рефрижераторных секциях можно отнести следующее:

91

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

1)Логистика многих крупных предприятий, являющихся грузоотправителями и грузополучателями, ориентирована на обработку вагона или автомобильной фуры.

2)Наличие собственных подъездных путей у крупных кли-

ентов.

3)Невозможность организовать торцевую погрузку и - вы

грузку.

4)Возможно отсутствие контейнерных терминалов в районе погрузки – выгрузки.

5)Возможность отправлять и получать груз большими пар-

тиями.

Однако большой объем перевозки не всегда является -пре имуществом, так как порой сложно найти клиентов для загрузки всей рефрижераторной секции.

Недостатком данной модели является зависимость от железнодорожных путей. В отличие от контейнеров, которые можно поставить на машину и доставить по необходимому клиенту адресу, секцию можно доставить клиенту только по подъездным путям. При отсутствии подъездных путей приходится организовывать перегрузку скоропортящегося груза из секции в рефмашину, но при это возрастает риск негативного воздействия на груз факторов окружающей среды, а также физического воздействия на груз.

В данной статье были рассмотрены перевозки скоропортящихся грузов как в рефрижераторных контейнерах, так и в вагонах рефрижераторных секций. Однако перевозки СПГ по железной дороге осуществляются не только в контейнерах, но и в изотермических вагонах. Каждый из упомянутых видов подвижного состава имеет свои преимущества и недостатки.

Рефрижераторный контейнер является более современным, более мобильным, по сравнению с рефсекцией. Его главными преимуществами являются снижение погрузо – разгрузочных работ до 2-х операций, а так же независимость от железнодорожных путей и возможность перегрузки с одного вида транспорта на другой.

Но, складская логистика крупных предприятий ориентирована на обработку вагонов, автомобильных фур, но не на обработку контейнеров. Такие предприятия имеют собственные подъездные пути, локомотивы и так далее. И таких потребителей транспортных услуг интересуют именно крупные партии грузов. Расчет се-

92

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

бестоимости перевозки одной тонны груза показал, что перевозки в рефсекциях дешевле, чем в рефконтейнерах.

Нельзя не отметить, что и рефсекции и рефсцепы работают по одному и тому же принципу: посередине расположен дизель – вагон, к которому подключены в одном случае вагоны, в другом контейнеры.

Подводя итоги, стоит сказать, что, учитывая преимущества и недостатки рассмотренных типов подвижного состава, для компании, занимающейся перевозками скоропортящихся грузов небольшими партиями наиболее эффективен рефконтейнер, однако, не стоит списывать со счетов рефсекции, которые могут быть более эффективными при работе с крупными объемами перевозимых скоропортящихся грузов.

Научный руководитель д-р экон. наук, проф. С.А. Быкадоров

К.В. Землянская, М.Н. Сальникова

(факультет «Бизнес-информатика»)

РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕГО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЙ СЕНСОРНОГО

И ГОЛОСОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Научная работа посвящена актуальной теме– разработке интеллектуального интерфейса взаимодействия с пользователем в сфере железнодорожного транспорта. Цель работы – повышение эффективности процесса обучения будущих специалистов за счет упрощения взаимодействия пользователя с информационной системой и создания механизма подсказок и помощи пользователю.

Планируется экспериментальное внедрение дисплея с сенсорным и голосовым управлением в рамках«Конструктора схемы станции» тренажерного комплекса для обучения будущих в области управления движением с целью добавления возможности интерактивного управления объектами схемы и повышения эффективности процесса обучения пользователей.

Сенсорный интерфейс позволит сделать«Конструктор» более универсальным. Т.е. эта программа будет не только моделировать схему станции, можно будет управлять ее элементами. То-

93

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

гда есть возможность включить эту программу в процесс обучения. Данное обновление позволит сделать процесс обучения и тестирования пользователя более эффективным.

После появления специальных программных и аппаратных средств для обработки звука и человеческих движений стали возможными попытки создания интуитивно понятного интеллектуального интерфейса, основанного на речевых и сенсорных технологиях. Такие интерфейсы облегчают взаимодействие с объектом управления, делая процесс работы с ним более естественным. «Интеллектуальные» интерфейсы расширяют взаимодействие между управляющим органом (человеком) и системой, используя увеличение диапазона вариантов ввода и вывода, при помощи которых происходит взаимодействие (рис. 1). Они требуют, чтобы система имела модель мира задачи, в которой работают системы и пользователь, и которая близко соответствует модели этого мира в уме пользователя.

Рис. 1. Роль интеллектуального интерфейса (Ин И)

Все интерфейсы, которые рассматривались до сих пор, были «слепыми». Пересылка информации между физическими процессами ввода-вывода и пользователем включала только простое механическое преобразование: нажатие клавиши X генерировало развернутый код Y, который преобразовывался монитором клавиатуры в последовательность одного и более символьных кодов.

Основная особенность интеллектуального интерфейса состоит в том, что преобразования, включенные в интерфейс, до сих пор проводившиеся через механизм определений, должны осуществляться в контексте отображаемой предметной области. Такой интерфейс должен обладать некоторыми знаниями о мире задачи, в котором функционируют он и пользователь (рис. 2).

94

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Рис. 2. Интеллектуальный интерфейс

Целью нашей работы является повышение эффективности труда за счет упрощения взаимодействия пользователя с информационной системой. Естественный интерфейс между человеком и компьютером будет достигнут тогда, когда они смогут говорить друг с другом. Использование таких дополнительных средств, как речевые и визуальные представления, увеличивает полосу пропускания, необходимую для средств связи, и, следовательно, скорость, с которой должна передаваться информация.

На первом этапе проекта был проведен аналитический обзор существующих интеллектуальных информационных систем. В результате этого исследования были сформулированы основные требования к разрабатываемой системе.

На втором этапе работы произведен сравнительный анализ технологий, программного и аппаратного обеспечения с целью определения набора ПО и оборудования, оптимального для реализации цели проекта.

На данный момент различают два вида распознавания речи:

-клиентские системы (client-based);

-клиент-серверные системы (client-server).

Клиент-серверная система работает по следующему принципу: речевая команда вводится на клиенте, по сети Интернет передается на сервер для обработки, а затем возвращается на устройство в виде команды.

Большое количество пользователей сервера позволяет - со здать системе распознавания речи большую базу для обучения.

Клиентская система работает по-другому и встречается реже чем клиент-серверная. Она работает по принципу: команда вводится на клиенте и обрабатывается там же. Преимущество кли-

95

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

ентской системы – большая мобильность, недостаток – ограничение по мощности клиентского устройства.

Вкачестве метода исследования был выбран сравнительный анализ существующих систем распознавания речи. Для распознавания речи в нашей работе отдано предпочтение клиент-серверному типу системы.

Внастоящее время сенсорные интерфейсы получили достаточно широкое применение. Последние несколько лет происходят существенные изменения в интерфейсах устройств. Эти изменения связаны с выходом сенсорных экранов на более высокий качественный уровень.

После сравнительного анализа характеристик различных видов сенсорных экранов для реализации поставленных целей был выбран емкостной сенсорный экран.

Вкачестве программного обеспечения для разработки - ин

терфейса и обработки жестовых команд выбрана технология. NET и программный продукт фирмыMicrosoft Expression Blend 4,

язык для разработки базы знаний Visual Prolog. Для обработки речевых команд за основу выбрана технология распознавания ре-

технологии транспорта» на протяжении нескольких лет разрабатывает и внедряет тренажерные комплексы на сети железных дорого Российской Федерации. На данный момент СГУПС является -ос новным поставщиком для железной дороги тренажеров этого вида. Ими оснащаются станции, на некоторых (Красноярск, Тайшет, Орехово-Зуево (Московская железная дорога)) они уже установлены специалистами университета. На данный момент внедряетсяV поколение тренажеров включающие в себя элементы искусственного интеллекта (рис. 3). И в рамках задач развития нового поколения планируется экспериментальное внедрение сенсорного и голосового управления с целью повышения эффективности управления.

96

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Рис. 3. ТК ОПСГ

Тренажер позволяет имитировать следующие нештатные ситуации:

-ремонт замедлителей и тормозных позиций;

-перетормаживание отцепов;

-замедленный перевод стрелки;

-неподход остряка к рамному рельсу;

-нагон одного отцепа другим;

-перетормаживание отцепов на пучковой части сортировочной горки;

-изменение программы роспуска в соответствии с указаниями ДСПГ.

Тренажер состоит из следующих компонентов:

-компьютерно-проекционная рабочая станция;

-пульты рабочих мест ДСПГ, оператора 2-й тормозной позиции, оператора ПРУ, которые являются копией реальных пультов, расположенных на горочном посту и маневровой вышке сортировочной станции;

-учебно-методический комплекс для обучения оперативного персонала;

-технологическая документация для тренажерного -ком плекса работников сортировочной горки.

В программный комплекс тренажера входит эмулятор АРМ дежурного по сортировочной горке(рис. 4), который включает

97

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

специальную программу для создания графической схемы станции, ее путевого развития и объектов – «Конструктор схемы станции».

Рис. 4. Интерфейс автоматизированного рабочего места оператора

Планируется экспериментальное внедрение дисплея с сенсорным и голосовым управлением в рамках«Конструктора схемы станции» тренажерного комплекса оперативного персонала сортировочной горки с целью добавления возможности интерактивного управления объектами схемы и повышения эффективности процесса обучения будущих специалистов в данной области. Для этого применяется новый подход в разработке интерфей, са учетом мультитачевых движений и особенностей распознавания речи.

В функции интеллектуального интерфейса входят:

-моделирование путевого развития станции при помощи интерактивной схемы (сигналы и анимация отображает состояние объекта);

-управление, возможность взаимодействия с объектами

схемы;

-тестирование и контроль знаний в рамках процесса обучения пользователя.

98

Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии

Дополнительно можно отметить универсальность данной программы за счет масштабируемости и адаптивности под конкретные задачи.

Задача создания интеллектуального интерфейса содержит несколько этапов, которые сами по себе достаточно сложны. Наиболее важными из них являются:

1.Формализация требований к создаваемой информационной системе.

2.Разработка концепций и базы знаний, на основе которых будет строиться интерфейс.

3.Реализация на программно-аппаратном уровне.

4.Калибровка и обучение системы на конкретных примерах. Чтобы сделать систему более целостной и удобной в исполь-

зовании, предлагается заменить стандартные компоненты компьютера (монитор клавиатуру и мышь) на сенсорный экран и внедрить в программу «Конструктор» сенсорный интерфейс с голосовым управлением. Предполагается, что объектами схемы можно будет манипулировать при помощи жестов и голоса. Сенсорный интерфейс позволит сделать«Конструктор» более универсальным. Т.е. эта программа будет не только моделировать схему станции, можно будет управлять ее элементами. Тогда есть возможность включить эту программу в процесс обучения. Данное обновление позволит сделать процесс обучения и тестирования пользователя более эффективным.

Интерфейс будет обладать БЗ и машиной вывода, цель которой – корректировка движений пользователя в нужном направлении, либо работа в режиме блокирования действий пользователя, либо в режиме подсказки. В интеллектуальном интерфейсе предусматриваются функции воспроизведения истории и прогнозирование ситуаций.

Сейчас проектируется архитектура системы, прорабатываются и подбираются быстрые, эффективные движения и команды для управления объектами, разрабатываются концептуальные схемы жестов, голосовых команд и отдельных элементов, их работа в совокупности в общей схеме с целью формирования базы знаний для проектируемой системы.

Результатом работы будет отдельный модуль-библиотека, включающая набор управляющих жестов и голосовых команд

99

Сборник научных статей аспирантов и аспирантов-стажеров

для каждого элемента, механизм их распознавания, обработки, интеллектуального управления объектами.

Научный руководитель канд. техн. наук, доц. Е.Б. Тарасов

Н.С. Слесарев

(факультет «Строительство железных дорог»)

УСИЛЕНИЕ БАЛЛАСТНОЙ ПРИЗМЫ БЕССТЫКОВОГО ПУТИ В КРИВЫХ МАЛОГО РАДИУСА С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО УСТОЙЧИВОСТИ

Внастоящее время бесстыковой путь укладывают в кривых малого радиуса (менее 350 м), где условия его работы сильно усложняются из-за риска нарушения устойчивости под поездной нагрузкой и воздействия температурных сил.

Всвязи с этим возникает необходимость предусмотреть меры по повышению поперечной устойчивости рельсошпальной решетки в балластном слое. Одной из таких мер является применение клеящих технологий при балластировке пути для омоноличивания плеча балластной призмы с наружной стороны кривой (рис. 1).

Рис. 1. Омоноличивание плеча балластной призмы

Объем балласта на один метр длины плеча балластной призмы для конструкции пути 1 класса составляет Q = 0,68 м3. В кривой длиной 300 м этот объем составит 205 м3.

В связи с этим возникают вопросы определения клеящих веществ, технологии их изготовления и применения при балластировке пути. Необходимо также дать оценку надежности поперечных связей шпал с балластом в разных условиях эксплуатации.

1. Оценка надежности поперечных связей шпал с балластом

Поперечная устойчивость пути определяется мощностью конструкции, его состоянием и характером силового воздействия подвижного состава на путь. Для обеспечения поперечной устой-

100