2412

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет

архитектуры и строительства» (ПГУАС)

В.В. Лянденбурский, Г.И. Шаронов, А.В. Баженов

ИНФОРМАЦИОННО-ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки бакалавров «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов» (профили подготовки «Автомобили и автомобильное хозяйство»

и «Автомобильный сервис»)

Пенза 2013

УДК.656.13:681.3:621.398 ББК 39.3:32.81:32:968

Л97

Рецензенты: кафедра «Эксплуатация машинно-трак- торного парка» Пензенской государственной сельскохозяйственной академии (зав.каф. доктор технических наук, профессор К.З. Кухмазов); доцент Пензенского государственного

университета кандидат технических наук А.А. Грабовский

Лянденбурский В.В.

Л97 Информационно-интеллектуальные системы контроля и управления транспортными средствами: учеб. пособие / В.В. Лянденбурский, Г.И. Шаронов, А.В. Баженов. – Пенза: ПГУАС, 2013. – 336 с.

ISBN 978-5-9282-1003-8

Обоснована актуальность информационных и навигационных систем, которые являются важнейшей составляющей интеллектуальных транспортных систем. Один из разделов пособия посвящен локальным компьютерным сетям, так как передача информации является основой транспортной телематики.

Подготовлено на кафедре «Эксплуатация автомобильного транспорта» и предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 190600.

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

На современном этапе развития мировой экономики большое значение имеет эффективная работа транспортного сектора, в первую очередь автомобильного транспорта, обеспечивающего доставку грузов и пассажиров.

Основной задачей на транспорте является обеспечение безопасности, удобства и экономичности перевозок с наименьшим воздействием на окружающую среду. Выполнение этих требований возможно только на основе широкого применения на транспорте современных интеллектуальных систем, которые бурно развиваются во многих отраслях экономики ведущих стран мира. Применение таких систем на транспорте позволяет значительно повысить эффективность и безопасность работы при решении практически всех вопросов, связанных с функциональной стороной транспорта и автотранспортного комплекса.

Можно утверждать, что происходит активное замещение существовавших ранее технологий и методов организации транспортного процесса, системы обслуживания и ремонта автомобилей, рынка запасных частей и материалов, инфраструктуры информационного обеспечения транспорта и многого другого на современные технологии.

В России одной из важнейших задач развития автотранспортного комплекса является вхождение в мировые интеграционные процессы в области информационных технологий на транспорте, что позволяет обеспечить повышение конкурентоспособности предприятий, возможность прогнозирования конъюнктуры и потребностей рынка и быстрого приспособления к изменению спроса и условий окружающей среды.

Представленные в работе материалы в исчерпывающем виде охватывают сферы телематики в автотранспортном комплексе, формируют представление о ее современной структуре.

3

ВВЕДЕНИЕ

С начала шестидесятых годов практически одновременно в США, Японии и в Европе начали внедряться транспортные системы высшего уровня, которые являются вышестоящими по отношению к стандартному уровню управления движением транспортных потоков в городах или к существующему управлению движением на автомагистралях.

Основные тезисы, которые сопровождали возникновение настоящих транспортных систем, следующие:

предоставление глобальной информации и знаний участникам дорожного движения и центрам управления движением;

улучшениестиляжизнииповышениеэффективностиэкономики;

повышение безопасности работы и улучшение экологических усло-

вий.

На первом этапе возникновения информационного обеспечения в шестидесятых и семидесятых годах прошлого века проверялись основные принципы. В Японии испытывалось, кроме прочего, направление транспортных средств на цель. Например, в проекте «Комплексная Система

Управления Движением» (Comprehensive Automobile Traffic Control SystemCACS) речь шла о площади около 30 км2. В данном случае водитель указывает пункт назначения, и центральный компьютер ему сообщает оптимальный маршрут движения в зависимости от мгновенной транспортной ситуации. Транспортные средства были оснащены простым дисплеем и вели связь в обоих направлениях с центром управления посредством системы радиомаяков, расположенных вдоль дороги.

Одновременно в США испытывалась возможность воздействия на транспортный поток с помощью информационных табло, расположенных вдоль дороги, а в Европе начали создавать интегральные центры управления транспортными потоками.

Второй этап развития наступил в начале восьмидесятых годов и был связан с бурным развитием электроники и коммуникационной техники. На этом этапе были реализованы пилотные европейские проекты DRIVE, ROMANSE, PROMETHEUS, японские UTMS, ASV, ARTS и в США: MOBILITY 2000 и IVHS. Каждый из этих проектов принес что-то новое и каждый из них заслуживал бы самостоятельного рассмотрения. В Европе обычно речь шла о международных проектах, поддерживаемых Европейским Союзом, в Японии и в США проекты поддерживались правительствами, которые считали развитие интегральной транспортной системы (ITS) стратегической задачей.

Поэтому Европейская конференция министров транспорта на своем заседании в Берлине в период с 21-го по 22-е апреля 1997 года констатировала, что необходимо помогать созданию политического форума для развития интегральной транспортной системы во всей Европе, которая будет

4

экономически и технически эффективной и будет удовлетворять самым жестким требованиям стандартов безопасности и стандартов по охране окружающей среды, а также учитывать социальные вопросы.

Транспортные интеллектуальные системы объединяют информационную и телекоммуникационную технологии с организацией движения транспортных потоков так, чтобы повысилась пропускная способность существующей транспортной инфраструктуры, возросла безопасность движения и повысился психологический комфорт пассажиров и водителей.

Представленное пособие обобщает опыт преподавания, накопленный на кафедрах «Эксплуатация автомобильного транспорта» и «Организация и безопасность движения» Автомобильно-дорожного института ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства» при организации учебного процесса по дисциплинам Б3.В12.1 –

Бортовые компьютерные системы, Б3.В12.2 – Телематические технологии на АТП и Б3.В13.2 – Интеллектуальные транспортные системы в со-

ставе дисциплин по выбору студента вариативной части Профессионального цикла рабочего учебного плана для направления подготовки бакалав-

ров 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов.

Пособие включает предисловие, введение, заключение, приложения, список литературы, оглавление и содержит последовательное изложение теоретического и практического материала для использования при изучении вышеупомянутых дисциплин. Разработано для направления подготов-

ки бакалавров 190600.62 – Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов. Издание содержит следующие разделы: 1. Электронный офис на предприятии автомобильного транспорта; 2. Встроенные средства контроля работоспособности и перемещения автомобилей;

3.Системы технического обслуживания и текущего ремонта автомобилей;

4.Системы контроля за передвижением автомобиля; 5. Компьютерные сети на автотранспортном предприятии; 6. Спутниковые навигационные технологии. В каждом из разделов изложена проблемная тематика по профилю подготовки, демонстрирующая студентам направления применения

ииспользования на транспорте современных информационных технологий при решении профессиональных задач.

5

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ ОФИС НА ПРЕДПРИЯТИИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

Электронный офис представляет собой совокупность программноаппаратных средств, предназначенных для автоматизации работы пользователей в информационных системах управления. Электронный офис организуется на предприятии или в фирме на базе отдела службы, занимающейся маркетинговой деятельностью. Его основными функциями являются сбор и обработка информации по изучению конкурентного спроса на товары, исследованию рынков сбыта, учету требований потребителей к характеристикам товаров, решению маркетинговых задач и т.д. Автоматизация маркетинговых исследований имеет ключевое значение для деятельности предприятия или фирмы, а информация используется руководством для выработки направления деятельности предприятия.

На базе электронного офиса проводятся сбор, накопление информации, ее аналитическая обработка и другие операции, связанные с различными по характеру источниками данных, взаимодействие с которыми выполняется с использованием коммуникационных средств офиса или предприятия. Для аналитической обработки учитываются показатели внутрифирменной деятельности, информация о состоянии внешней макросреды, по которым создаются соответствующие базы данных.

Маркетинговые исследования предполагают комплексное изучение маркетинговой среды, что требует структуризации функционирования предприятия, изучения внутренних и внешних факторов, системного подхода получения данных, автоматизации информационных потоков и т.д.

Методы организации програмно-аппаратных средств в электронном офисе определяются в общем контексте рассматриваемых процессов оперативного управления в системах автоматизированной обработкимаркетинговой информации, целевая функция которых – минимизировать затраты всех видах ресурсов в деятельности предприятия или фирмы.

Кзадачам, решаемымв электронномофисемаркетинга, относятся:

1.Делопроизводство, связанное с формированием, ведением, учетом и обработкой документов.

2.Сбор маркетинговой информации о состоянии внешней среды предприятия, рынка и его инфраструктуры, поведении покупателей и его поставщиков, действиях конкурентов и мерах государственного регулирования рыночных механизмов.

3.Сбор внутрифирменной маркетинговой информации по товарному ассортименту, техническому уровню и характеристики товаров и издержкам производства и т.д.

6

4.Решение маркетинговых задач, связанных с аналитической оценкой возможностей предприятия для установления соответствия его рыночных запросов внутренним производственным и ресурсным возможностям.

5.Создание отчетов по маркетинговым исследованиям для передачи их руководству.

6.Контроль управления производственной деятельностью.

7.Создание, ведение, корректировка и обновление маркетинговой информации в базах данных.

8.Обмен маркетинговой информацией между отделами офиса, офисами предприятия и между предприятиями.

Документооборот предприятия должен быть оптимизирован, предоставлена возможность взаимодействия подразделений, организована коммуникационная связь с внешними организациями, занимающимися маркетинговой деятельностью.

Электронный офис может функционировать только при условии правильного функционирования и нагрузки программно-аппаратных средств обработки информации.

1.1. Техническое обеспечение электронного офиса

Для реализации поставленных целей в состав электронного офиса должны входить следующие аппаратные средства.

1.Один или несколько персональных компьютеров, объединенных в локальную вычислительную сеть офиса. Выбор персонального компьютера

вэлектронном офисе зависит от величины предприятия, объема и круга решаемых задач. Основными критериями выбора модели персональных компьютеров являются требуемые объемы оперативной и внешней памяти, быстродействие, количество подключаемых внешних устройств, класс монитора и т. д.

2.Источник бесперебойного питания для поддержки работы персонального компьютера при перепадах напряжения в сети или при полном отключении электричества.

3.Коммуникационные средства для подключения персонального компьютера (ПК) или локальной операционной сети ЛОС электронного офиса к ЛОС предприятия для организации электронной почты и обмена маркетинговой информацией. При организации локальных вычислительных сетей (ЛВС) используются соответствующие каналы связи, общая протяженность и характеристики которых в данных ЛВС определяются предъявляемыми к ней требованиями по скорости передачи, надежности и стоимости. Физической средой передачи информации являются кабельные сегменты и отрезки кабелей с разъемами на концах. В качестве кабелей используются

7

витые пары проводов, телефонные кабели, коаксиальные, оптоволоконные, беспроводные. Кроме кабелей аппаратура передачи данных по ЛОС может содержать еще ряд устройств:

сетевые адаптеры – устройства управления каналами ввода-вывода информации с обработкой потока данных с целью форматирования для передачи;

концентратор – устройство, объединяющее нагрузку нескольких каналов передачи данных для последующей передачи по меньшему числу других каналов. В зависимости от топологии ТВС, числа рабочих станций электронного офиса и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от четырех до шестнадцати рабочих станций; пассивный концентратор является разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции);

интерфейсы – устройство сопряжения между ПК и другими видами аппаратуры, каналами связи и т. д.

4. Коммуникационные средства для подключения электронного офиса

крегиональной и глобальной сетям для получения информации по конъюнктуре рынков. В качестве средств коммуникации используются модемы – устройства, предназначенные для преобразования частотных характеристик дискретных сигналов ПК в частотные характеристики аналоговых сигналов каналов связи, а после их приема – для обратного преобразования. По конструктивному исполнению бывают встроенными и внешними.

5. Печатающие устройства (принтеры) – устройства, предназначенные для вывода информации на печать. В электронном офисе целесообразнее использовать струйные принтеры для печати качественных цветных изображений, которые обеспечивают высокое качество печати по сравнению с матричными и практически бесшумны в работе. В условиях организации ЛВС электронного офиса вполне рационально использовать сетевой лазерный принтер для обслуживания маркетингового отдела.

6. Средства копирования документов, позволяющие получить достаточное количество копий в случае, если документ регистрирует информацию, потребность в которой имеет массовый характер.

Дополнительно в состав электронного офиса могут входить:

системы мультимедиа – программно-аппаратные средства для обработки аудио и видео. В электронном офисе службы маркетинга системы мультимедиа используются для создания дисков и стендовых материалов;

сканер – для автоматического ввода информации с документа в персональную электронно-вычислительную машину (ПЭВМ).

Для архивирования большого объема на лазерных дисках целесообраз-

но использовать дополнительные внешние запоминающие устройства:

8

стример – устройство для копирования на кассетно-магнитную ленту информации, находящейся на винчестере;

пищущие CD/DVD-ROMS;

проекционное оборудование для проведения презентаций;

средства административно-производственной связи.

При выборе телефона следует учитывать появление усовершенствованных телефонных аппаратов с дополнительными возможностями:

память на несколько абонентских номеров

возможность автоматического вызова любого номера, находящегося

впамяти;

многократный вызов абонента;

беспроводной телефон – абонент оказывается свободным в своих передвижениях.

Взаимодействие различных субъектов деятельности включает в себя процесс обработки документов, имеющих юридическую силу, снабженных подписями и печатями. Услуги почты не всегда приемлемы из-за задержек, поэтому широкое распространение получает передача документов по проводным и радиоканалам связи с помощью специальных устройств – телефаксов. Этот аппарат является устройством для передачи изображений. Телефакс можно применять для передачи не только договоров, счетов, деловых писем, но и фотоснимков.

1.2. Технологии и средства идентификации

Как правило, 95–96 % времени персонала тратится на ввод первичной информации в ПЭВМ. Кроме того, могут быть случаи сознательного искажения данных, особенно на пассажирском транспорте (приписки выполненных рейсов, изменение показателей регулярности движения, снижение плановой выручки и т.п.). Чтобы снизить трудозатраты на ввод первичных данных и обеспечить достоверность информации, используются средства идентификации объектов (магнитная, штриховая, радиочастотная) и системы контроля работы транспорта.

Сущность идентификации заключается в том, что объектам (автомобилям, персоналу, видам работ, запасным частям и т.д.) присваиваются уникальные коды. Коды наносятся непосредственно на объекты, например, в виде штриховых этикеток, радиочастотных меток и др., а в базе данных компьютерной системы уникальным кодам присваивается определенная информация, характеризующая эти объекты (например, наименование запасной части, ее стоимость, наличие на складе и пр.). С помощью сканеров (устройств считывания кодов) можно фиксировать действия над объектами (приход, отпуск) или изменение их состояния (отправка в ремонт, на тех-

9