Міністерство освіти і науки України

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ

УНІВЕРСИТЕТ

Алексієв О.П., Алексієв В.О., Хабаров В.О.

ВІРТУАЛЬНЕ УПРАВЛІННЯ ТА МОНІТОРИНГ ТРАНСПОРТНИХ

МАШИН, СИСТЕМ І КОМУНІКАЦІЙ

монографія

Харків

ХНАДУ

2016

УДК 004.8 (07)

Автори О.П. Алексієв, В.О. Алексієв, В.О. Хабаров

Рекомендовано до публікації Науково-технічною радою ХНАДУ протокол №6

від 16.10.2016

Рецензенти:

Є.В. Бодянський–д-р техн. н., проф.,

Харківський національний університет радіоелектроніки;

О.В. Бажинов– д-р техн. н., проф.,

Харківський національний автомобільно - дорожній університет;

А.О. Белятинський– д-р техн. н., проф.,

Національний авіаційний університет.

Алексієв О.П. Віртуальне управління та моніторинг транспортних машин,

систем і процесів. Монографія-електронний ресурс/ О.П. Алексієв, В.О.

Алексієв, В.О. Хабаров. Под. ред. О.П. Алексієв – Харків : ХНАДУ, 2016. – 146

с.

Наведено основні відомості про автомобільні мехатроніку, телематику та

синергетику як новітніх напрямів інформаційного розвитку транспортної

інфраструктури міст та регіонів. Розглянуто застосування та створення на

транспорті розподілених комп’ютерних систем та віртуального управління

перевізними процесами. Досліджено WEB рішення з інтерактивного

моніторингу дорожніх ситуацій. Запропоновано нова клієнт-серверна технологія

підвищення конкурентної спроможності транспортних та дорожніх підприємств

України.

Призначений для студентів технічних ВНЗ, магістрів, аспірантів та

наукових співробітників транспортних та дорожніх організацій, що

спеціалізуються на розробці і використанні сучасних комп’ютерних технологій

на транспорті.

Іл. 57. Табл. 17. Бібліогр. найм. 146.

ЗМІСТ

Вступ …….……………………………………………………………………….. 5

Розділ 1 Мехатроніка, телематика та синергетика на транспорті..................... 7

1.1 Інтелектуалізація дослідження складних об’єктів та систем…………….. 7

1.2 Мобільні інтерактивні системи……………………………..…………....... 10

1.3. Проблематика інтерактивної оцінки транспортних комунікацій 14

1.4 Засоби оцінки автомобільного трансферу 22

Розділ 2 Прийняття WEB рішень з огляду автомобільних доріг……………. 28

2.1 Реєстрація, оцінка та узагальнення даних про дорожні ситуації………… 28

2.2 Інтерактивний моніторинг автомобільних доріг………………………..… 35

2.3 Лінгвістичні змінні та нечітке визначення даних ………………………… 43

2.4 Діагностична штучна нейронна мережа ………………………………….. 50

Розділ 3 Комп’ютерна система оцінки умов дорожнього руху……………… 59

3.1 Моделювання WEB системи отримання дорожніх даних……………….. 59

3.2 Реєстрація телематичної інформації…………………..…………………… 68

3.3 Оцінка дорожніх ситуацій …………………………………………………. 79

3.4 Інтерфейс користувача……………………………………………………… 84

Розділ 4 Дорожній портал WEB рішень маршрутизації трансферу 88

4.1 Сервіс з визначення стану автомобільних доріг …….…………………… 94

4.2 Інтерактивна оцінка і оперативна діагностики умов дорожнього руху … 94

4.3 Вартість застосування WEB рішень………………………………………. 116

4.4 Ефективність віртуального управління перевізними процесами……… 125

Висновки ………..……………………………………………………………… 136

Список використаних джерел …………………………………………..……. 138

5

ВСТУП

У зв’язку з постійним інформаційним розвитком суспільства та його

промислової складової нові транспортні системи і машини досягли високого

інформаційного рівня досконалості. Відповідно з’явилося нове протиріччя між

стрімким розвитком засобів та методів інформатизації складних об’єктів і

систем та гетерогенним характером існуючих підсистем та ланок

транспортного комплексу України, що характерно і для ринку транспортних

послуг.

Проблема розв’язання цього протиріччя дозволить на всіх рівнях

транспортної інфраструктури поліпшити обслуговування мешканців міст і

регіонів, удосконалити перевізні процеси, уникнути існуючих негативних

впливів: збої в організації руху, незадовільний стан шляхів сполучень,

нераціональне використання коштів, що виділяються на ремонт, експлуатацію

та облаштованість транспортних магістралей. Це буде сприяти підвищенню

безпеки руху, покращенню якості транспортних послуг, забезпеченню

комфорту пересування людей та збереженню вантажу. Це не є тільки загальне

твердження для транспорту у цілому. Безумовно це твердження має пряме

відношення к ринку транспортних послуг, вантажних перевізних процесів,

підвищенню конкурентоспроможності транспортних підприємств і

організацій. Відповідно визначмо мету, об’єкт і предмет, методи дослідження

з забезпечення конкурентоспроможності підприємств транспортної галузі

України за рахунок підвищення ефективності віртуального управління

перевізними процесами транспортного обслуговування.

Мета дослідження – підвищення ефективності функціонування

транспортних та дорожніх підприємств України за рахунок упровадження

основних принципів та правил віртуального управління підприємствами

ринку транспортних послуг. Об’єкт дослідження – віртуальне управління

транспортного обслуговування на ринку транспортних послуг. Предмет

дослідження–процес обслуговування клієнтури транспортних та дорожніх

підприємств.

6

Методи дослідження полягали у застосуванні інформаційного аналізу

та синтезу складних комп’ютерних систем на транспорті, основ транспортної

логістики, телематики, синергетики і отже безумовне застосування WEB

рішень на транспорті, раціональне сполучення звичайної комп’ютеризації з

орієнтацією на застосування Internet. Однак для цього треба починати з

вирішення такого протиріччя з інформаційного розвитку транспортних

систем.

Монографія присвячено застосуванню мехатроніки, телематики та

синергетики для інформаційного розвитку транспортної інфраструктури міст

та регіонів. Розглянуто застосування та створення на транспорті розподілених

комп’ютерних систем та віртуального управління перевізними процесами.

Досліджено обґрунтування застосування WEB рішень інтерактивного

моніторингу дорожніх ситуацій для підвищення конкурентної спроможності

транспортних та дорожніх підприємств України. Результати досліджень:

доведення можливості транспортній організації мати необмежений

комп’ютерний ресурс відповідного віртуального управління транспортними

процесами, що є безумовною перевагою порівняно з вітчизняними та

зарубіжними аналогами; дістала подальшого розвитку мобільна інтерактивна

WEB 2 клієнт-серверна технологія на нових принципах забезпечення

масштабованості, віртуалізації та прозорості хмарних обчислень у

транспортних організаціях та підприємствах.

Визначено рекомендації щодо визначення стану автомобільних доріг за

методом їх інтерактивної оцінки і оперативної діагностики; ефективність

застосування інтерактивної оцінки автомобільних доріг; вартісний аналіз

результатів впровадження WEB рішень на основі їх діючих доданих

кошторисних розрахунків.

Алексієвим О.П. написано розділ1, виконано загальна редакція.

Алексієв В.О. - розділ 2, 3. Хабаров В.О.-розділ 4.

7

РОЗДІЛ 1

РЕЄСТРАЦІЇ, ОЦІНКИ ТА ДІАГНОСТИКИ ДОРІГ

1.1. Інструментальні засоби огляду автомобільних доріг

Автомобільні дороги забезпечують внутрішньодержавні та міжнародні

перевезення пасажирів і вантажів з урахуванням адміністративно-

територіального поділу держави, з'єднують населені пункти і є складовою

частиною єдиної транспортної системи держави. У життєвому циклі їх

існування значне місце займає їх ремонт та утримання. Відповідна діяльність

дорожніх організацій та підприємств обумовлена Законом України "Про

автомобільні дороги", технічними правилами, що визначають вимоги до

технічного стану доріг і споруд, порядок і технологію проведення робіт з їх

ремонту та утримання [1 – 25]. Оцінка та діагностування експлуатаційного

стану є основою технічного нагляду за станом автомобільних доріг. Він

базується на концепції і національних програмах інформатизації та

інформаційному розвитку дорожньої галузі [25, 26].

Різними аспектами цього питання, що пов’язані як із з змістовним, так і

з інформаційним розвитком дорожньої галузі, займалися вчені: Алексієв

О.П., Алексієв В.О., Белятинський А.О., Богомолов В.О., Буслаєв А.П.,

Васильєв А.П., Власов В.М., Гаврилов Е.В., Говорущенко М.Я., Золотарь І.А.,

Жанказієв С.В., Кизима С.С., Кіяшко І.В., Кузьмін Д.Е., Кузьмін В.І.,

Михович С.Г., Павлюк Д.О., Прусенко Е.Д., Сільянов В.В., Смолянюк Р.В.,

Стороженко М.С., Туренко А.М., Угненко Є.Б., Хачатуров А.А., Філіппов

В.В. та інші. Аналіз їхніх досліджень дозволив виділити послідовні етапи

розвитку інструментальних засобів спостереження за станом автомобільних

доріг:

– виконання комп’ютерних обчислень для вирішення окремих

складових проблем та завдань експлуатації автомобільних доріг;

– створення автоматизованих систем управління дорожнім

8

господарством, впровадження інформаційних технологій у дорожній галузі;

– розвиток дорожніх мехатроніки, телематики, інтелектуалізація

автомобільних доріг, використання GPS, ГЛОНАСС, супутникових,

мережевих технологій;

– використання для утримання автомобільних доріг можливостей

Internet, створення єдиного інформаційного простору дорожніх організацій,

користувачів автомобільних доріг.

Слід відзначити, що поряд з таким інформаційним розвитком

інструментальних засобів з утримання автомобільних доріг вирішуються і

економічні проблеми розвитку дорожньої галузі. На рівні будь-яких дорожніх

підприємств, організацій, корпорацій слід ураховувати проблеми як

організаційного [27 – 29], технічного [30], так і економічного характеру [31 –

33].

Оцінка і діагностування автомобільних доріг основані на їх

спостереженні. Узагальнений засіб такого спостереження – їх моніторинг.

Саме він забезпечує не просто спостереження за станом автомобільних доріг,

а й підготовку даних для вирішення задач розподілу завдань дорожньо-

експлуатаційним службам, дорожнім та транспортним підприємствам і

організаціям. Відмінність моніторингу від звичайного нагляду полягає у

визначенні передісторії зміни експлуатаційного стану автомобільної дороги

відповідно до існуючого. Таким чином, моніторинг забезпечує своєрідну

відбудову зміни стану дороги протягом її попередньої експлуатації.

Відповідний комплекс діагностичних робіт включає в себе рішення

таких основних завдань [18]:

– підготовчі роботи;

– польові роботи;

– обробка отриманих даних;

– аналіз результатів вимірювань.

Вони передбачають використання інструментальних засобів

вимірювання транспортно-експлуатаційних характеристик автомобільних

9

доріг у польових умовах, обробку результатів вимірювання та їх кількісний

або логічний аналіз для підготовки рішень щодо ремонту та утримання доріг.

Ці інструментальні засоби забезпечують наближення спостерігача до

відповідної ланки дороги для збору необхідної інформації.

Можливі два варіанта (технології) цього наближення: по-перше, це

пересувні дорожні лабораторії (ПДЛ), що являють собою багатофункціональні

вимірювально-обчислювальні комплекси, встановлені на шасі базового

автомобіля, по-друге, використання стаціонарних інформаційно-

вимірювальних систем, вбудованих до дорожнього покриття автомобільних

доріг, штучних дорожніх споруд та елементів інженерного облаштування:

спеціальних давачів-сенсорів; відео камер та іншого спеціалізованого

обладнання (наприклад, автоматичні дорожні метеорологічні станції).

Відповідно до вищезазначеного розглянемо застосування ПДЛ для виконання

діагностичних робіт [139, 140].

На даний час в Україні та інших країнах світу використовують широку

різноманітність ПДЛ, що обладнані сучасним профілометричним

обладнанням для оцінки рівності дорожнього покриття, ультразвуковими або

лазерними давачами; системами відеокомп’ютерного сканування поверхні

дорожнього покриття для реєстрації дефектів; георадарами для отримання

інформації про характеристики шарів дорожнього одягу; системами GPS для

точної прив’язки результатів оцінки транспортно-експлуатаційного стану

дороги до місця розташування ПДЛ та часу реєстрації відповідних даних.

Їх створення та удосконалення пройшло від створення перших простих

ПДЛ, різноманітних вимірювальних приладів, пристроїв та систем, таких як

«Траса», «ІОК», «ПКРС», «УДВО» [34 – 39] до пересувних дорожніх

лабораторних комплексів, які вирішують проблеми оцінки дорожніх умов

руху, властивостей транспортної та дорожньої інфраструктури [40 – 42].

Можна визначити це як напрям на розвиток та застосування у дорожній галузі

новітніх інноваційних технологій, інформатизації, комп’ютеризації, методів

10

багатомедійних застосувань: лазерного, відео сканування та георадарів [43 –

50].

У дослідженнях ХНАДУ (2002-2006 роки), що присвячені проблемам

створення таких інноваційних технологій, інтелектуалізації, надання

властивостей інтерактивності та роботи у реальному часі, перш за все, новим

інструментальним засобам оцінки стану автомобільних доріг. В їх практичній

реалізації було передбачено створення комп’ютерних систем оцінки якості

покриттів автомобільних доріг [51 – 56]. Слід відзначити, що властивість

інтелектуальності (розумності) інструментальним приладам спостереження за

станом автомобільних доріг надають не тільки технічні засоби, але і відповідна

логіка, економіко-математичні методи як опису, так і оцінки якості їх

утримання . У дослідженнях [57 – 69] розглянуто теоретичні засади їх

відповідного комп’ютерного забезпечення, пошук та отримання потрібного

комп’ютерного ресурсу у дорожніх організаціях.

1.2 Мобільні інтерактивні системи

Синергетичне об’єднання різнорідних технічних складових за лазерною

технологією, засобами відеодіагностики, гіроскопічними пристроями

виводить на новий рівень інтелектуалізацію оцінювання експлуатаційного

стану автомобільних доріг. У дослідженнях ХНАДУ саме таке об’єднання

стало основою для створення сучасних систем спостереження, оцінки та

діагностики автомобільних доріг. Безпосередня участь інженера дослідника у

процесі оцінки стану дороги притаманне саме інтерактивним системам,

відмінною особливістю яких є такі дві умови: робота системи у реальному часі

та активна участь людини в інформаційному процесі оцінювання об’єктів, що

досліджуються або спостерігаються.

Слід визначити, що такі сучасні ПДЛ є своєрідними комп’ютерними

лабораторіями, які дозволяють об’єднати процеси вимірювання, реєстрації

дорожніх даних з обробкою отриманих результатів. При цьому можливо

11

об’єднання польових та камеральних етапів діагностичних робіт, що дозволяє

оцінити експлуатаційний стан автомобільної дороги у реальному часі. На рис.

1.1 наведено зовнішній вигляд автоматизованого робочого місця інженера-

дослідника у мобільному лабораторному комплексі.

Рисунок 1.1 – Автоматизоване робоче місце дослідника у ПДЛ

Оцінка науково-технічних рішень зарубіжних аналогів дозволяє

стверджувати, що у Франції, США, Японії , Австралії та інших розвинутих

країнах світу існують дорожні лабораторії, що обладнані різноманітними

системами, які дозволяють виконати комплексну оцінку експлуатаційного

стану автомобільних доріг. Принцип їх дії у цілому однаковий, за заданим

оператором інтервалом виконується фотографування поверхні покриття,

обстановки на дорозі та ін. Для визначення пройденого шляху

використовується система GPS та обладнання яке встановлено на колесі

автомобіля. Результати обстеження обробляються як оператором так і в

напівавтоматичному або автоматичному режимі. У багатьох із цих систем

поряд з технічною складовою є логічне – математичний апарат перетворення

сигналів сенсорної частини інструментальних засобів з реєстрації даних

комп’ютерними програмами [70 – 80].

12

Провідні фірми, що розробляють обладнання для діагностики

автомобільних доріг з визначення геометричних параметрів, оцінки рівності

та зчіпних якостей то що, також мають додаткові опції до цього обладнання –

відеосистеми. Загалом, більшість цих систем можна класифікувати як

інтелектуальні, а за місцем людини у процесі реєстрації та обробки даних – як

інтерактивні, що працюють у реальному масштабі часу (наприклад, системи

лазерної та відеодіагностики відомих фірм Greenwood Engineering та

ROMDAS, програмно-апаратний комплекс «ВИДЕО» виробництва АО

«СНПЦ РОСДОРТЕХ» та інші, які використовують сучасні інформаційні,

супутникові та лазерні технології). Однак, найбільш близькою та порівняно

універсальною до рішення задач інтерактивного моніторингу автомобільних

доріг є мобільна комплексна дорожня лабораторія «МУДРЕЦ» [81 – 83]

(рис. 1.2).

Рисунок 1.2 – Мобільна дорожня лабораторія «МУДРЕЦ»

Особливе місце займають інтелектуальні системи, які відповідають

логіки сприйняття людиною процесів оцінки взаємодії автомобіля з дорогою.

Узагальненням досвіду створення ПДЛ, орієнтованих на порівняно

універсальний моніторинг, комплексне діагностування та спостереження за

13

станом автомобільних доріг, є розробка інтерактивних мікропроцесорних

систем автомобільного моніторингу умов дорожнього руху. Ці системи

вирішують завдання оцінювання параметрів, що визначають геометрію

дороги, якість покриття, а також параметрів, що визначають стан водія. На рис.

1.3 наведено схему, яка пояснює зміст такого моніторингу.

Завдяки багатоплановості функцій спостереження властивостей

досліджуваних об'єктів їх моніторинг здійснюється різними вимірювальними

комплексами.

Геометрія

ПланПрофіль

Швидкість

ТраєкторіяОцінка

стану водія

ЕКГЕПГ

КГР

Рівність

Зчеплення

Якість

покриття

АМ

ІОК-1

ІОК-2

ІОК-3

Рисунок 1.3 – Автомобільний моніторинг (АМ) умов руху

У Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті

(ХНАДУ) розроблено серію автономних мобільних інформаційно-

обчислювальних комплексів: ІОК – 1, ІОК – 2, ІОК – 3. Це базові

спеціалізовані системи. До базової комплектації ІОК – 1, 2, 3 входять такі

основні вимірювальні прилади та пристрої:

– гіроскопічні для визначення траєкторії руху автомобіля, його

просторового розташування (гіронапівкомпас, гіровертикаль);

– давачі обертів коліс;

14

– давачі прискорень для визначення динамічних характеристик

автомобіля;

–приймач GPS-сигналів для просторово-часової орієнтації

моніторингових процесів.

До цієї системи входять також автономні пристрої для оцінки стану

водія (ЕКГ – електрокардіограма, ЕПГ – електронна пневмограма, КГР –

шкірно-гальванічний рефлекс).

На основі цих базових комплексів у 2002 – 2005 роках було створено

ІОК – 4, 5, 6 та УМТЛ (універсальна мобільна транспортна лабораторія), якими

можна було обладнати будь-які наземні транспортні засоби. Аналіз цих

інструментальних засобів діагностування стану автомобільних доріг, оцінка

попередніх (80 – 90 роки попереднього сторіччя) реалізацій порівняно простих

ПДЛ, наприклад системи «Траса».

Синергетичне об’єднання різних засобів моніторингу автомобільних

доріг від інерційних до супутникових систем доводять необхідність

об’єднання вимірювальних та комп’ютерних ресурсів для підвищення рівня

інформаційного забезпечення з метою вирішення завдань діагностування та

моніторингу автомобільних доріг.

Таким чином, можна висловити твердження про те, що ускладнення

інструментальних засобів спостереження за станом автомобільних доріг

приводить до появи більш розвинутих універсальних систем. Логічним

продовженням принципу синергетичного об’єднання є принцип

інтелектуалізації – додання складній технічній системі властивостей розумної

поведінки. Саме інтелектуалізація, ланцюжок від синергетичного об’єднання

фізично різних інструментальних засобів діагностування автомобільних доріг,

їх моніторингу, покладена в основу подальшого розвитку інструментальних

засобів дослідження, спостереження за станом автомобільних доріг.

1.3 Проблематика інтерактивної оцінки транспортних комунікацій

Сьогодні принцип інтелектуалізації стає науковою базою розвитку

інструментальних засобів дослідження складних об’єктів та систем, що

15

важливо як для будь-яких технічних об’єктів та систем у цілому, так і для

систем діагностування стану автомобільних доріг. На рис. 1.4 наведено схему,

що пояснює визначений принцип. Інтелектуалізація полягає у логічному

поєднанні процесів уніфікації та стандартизації з розвитком систем, що

базуються на синергетичному об’єднанні трьох технологій: інформаційної,

механічної та електронної – мехатроніки [84 – 90].

Електроніка Інформатика

Механіка

Т

Інтелектуалізація -

Самоорганізація

Уніф

ікація

Ста

ндарт

изація

Рисунок 1.4 – Інтелектуалізація інструментальних засобів діагностування

автомобільних доріг

Це об’єднання основане на застосуванні телекомунікації, комп'ютерних

«wireless-технологій», уніфікації, стандартизації та синергетики.

Телекомунікації та комп'ютерні wireless-технології забезпечують

інформаційні послуги – телематику – Т (внутрішню – між пристроями та

агрегатами ТЗ та зовнішнім середовищем, зовнішню – між ТЗ та

інформаційним простором Internet). Уніфікація – це забезпечення

універсальних рішень (структуризація та реалізація модульних конструкцій).

Стандартизація – це використання загальних протоколів (узгодження рівня

сигналів та логіки їх створення і функціонування) передачі даних.

Синергетика – ефективна сумісна дія різнорідних частин складної системи на

16

основі самоорганізації та інтелектуалізації – надання технічним системам

Smart якостей людської поведінки, тобто система стає мислячим об'єктом, що

має здатність приймати рішення за аналогією до дій (розуму) людини.

Проведене у ХНАДУ дослідження принципів такого об’єднання для

універсальних дорожніх лабораторій дозволяє помітити постійний розвиток

від спеціалізації до універсалізації відповідних апаратних рішень (табл. 1.1).

Таблиця 1.1 – Розвиток інструментального забезпечення моніторингу

автомобільних доріг

Рік

Елементна база

Мікропроцесор

Технологія

Співвідношення

уніфікації та

спеціалізації

Інструментальний

засіб

Застосування

бортової ЕОМ

1971 4004

Універсалізація

Пересувна

транспортна

лабораторія

«Траса»

-

1972 8008

1978 8086

1982 Intel 286

Спеціалізація

ІОК-ХАДІ на базі

мікро ЕОМ

Автономна

система на базі

ЕОМ Д3-28 1985 Intel 386

1989 Intel 486

1993 Pentium

Універсалізація

ІОК-ХАДІ на базі

ПЕОМ

типу IBM PC

Автономна

система на базі

notebook 1997 Pentium II

1999 Pentium III

2000 Pentium 4 Спеціалізація

КС-ОЯП на базі

промислового

комп’ютера

Промислова

система на базі

PC/104

2006 Core 2 Duo Універсалізація

УМТЛ на базі

автомобільної

телематики

Розподілена

обчислювальна

мережа

2011 Arduino* Спеціалізація Транспортний

портал

Cloud

Computing

Цей розвиток відповідає закону Мура та принципу Макімото, які слід

розглядати як частковий випадок більш загального принципу синергетичного

об’єднання складних об’єктів та систем – принципу невпинного розвитку [91].

Інтерактивний моніторинг є логічним втіленням інтелектуалізації

інструментальних засобів діагностування автомобільних доріг. Йому

притаманні властивості реалізації режиму спостереження та діагностування

шляхів сполучення у реальному масштабі часу, використання можливостей та

досвіду людини-оператора (експерта) в умовах безпосередньої оцінки стану

умов руху автотранспортних засобів. Практичною реалізацією інтерактивного

17

моніторингу є наведені вище приклади систем, у яких людина-оператор

поєднується з ергатичною системою вимірювання значень транспортно-

експлуатаційних параметрів автомобільних доріг.

У таблиці 1.2 наведено склад універсальної мобільної транспортної

лабораторії УМТЛ [92 – 93]. Вона поєднує загальний інтелектуальний

моніторинг з екологічним моніторингом автомобільних доріг на основі

розподіленої системи із потужним інформаційно-обчислювальним

комплексом. На рис. 1.5 наведено його функціональну схему.

Рисунок 1.5 – Універсальна мобільна транспортна лабораторія

18

Таблиця 1.2 – Склад універсальної мобільної транспортної лабораторії

Склад

(перелік модулів)

Технічні засоби Параметри Відносна

точність

Апробація

та атестація Система просторово-

часової орієнтації

Оригінальна

інерціальна

вимірювальна система

на базі давачів ADXL

Реальна

швидкість

рухомої одиниці

1 % Деклараційний

патент України на

винахід

№ 45156

від 26 липня 2002 р Кут повороту

дороги

3,5 %

Ухили дороги 4 % Свідоцтво про

метрологічну

атестацію

від 20.03.1992 р

Супутниковий

автомобільний

навігаційний комплекс

(на базі приймача

Garmin)

Відстань

(пройдений

шлях)

1 %

Радіус кривої

у плані

6 % Свідоцтво про

метрологічну

атестацію

від 18.11.1994 р Радіус кривої

у подовжньому

профілі

6 %

Обчислювальний

комплекс для

безперервного

моніторингу

транспортних

комунікацій

Оригінальна

комп’ютеризована

система оцінки якості

покриття

автомобільних доріг

Рівність

4,5 % Деклараційний

патент України на

винахід № 4210

від 14 червня 2002 р

Свідоцтво №437 про

державну

метрологічну

атестацію

вимірювальних

каналів від

16.04.2003

Зчеплення 4,9 %

Система

відеоспостереження

Цифрова система

відеоспостереження

(цифрова відеокамера

та програмний

комплекс нелінійного

відеомонтажу)

Формування банку

відеоданих про умови руху

Патент на корисну

модель № 32142

від 12.05.2009 р.

Патент на корисну

модель № 38742

від 12.01.2009 р

Оцінка потоків рухомих

одиниць та пасажирів

Телематичний

комплекс

Стільниковий

комплекс на базі

GPRS-технології

Забезпечення обміну інформацією з центром

управління обстеженням транспортної

мережі, що досліджується

Формування та ведення автоматизованого банку

даних для оптимізації транспортної мережі, що

досліджується

Система екологічного

моніторингу

Дозор-М

(сертифікований

вимірювальний

пристрій), дозиметр-

радіометр ТЕРРА-П

Безперервна (у русі УМТЛ) оцінка концентрації

шкідливих речовин, вимірювання радіологічного

забруднення

Бортова обчислю-

вальна мережа

(NetworkVehicles)

Hpomnibook xe4100 (або інша модифікація notebook ряду

Pentium 3/4) + ноутбук у промисловому виконанні DELL+КПК ASUS

(Безпровідний зв'язок між комп’ютерними системами та провідний між

вимірювальним обладнанням)

БОК Убудований мікропроцесорний модуль приладової панелі, що має

систему електроживлення від бортової електромережі автомобіля

19

Однак, поряд з ПДЛ, що забезпечують наближення спостерігача до

відповідної ланки дороги сьогодні у дорожній галузі використовують і інші

інструментальні засоби, які були визначені раніше як стаціонарні

інформаційно-вимірювальні системи [94]. Відома група компаній «М2М –

телематика» реалізує проекти з рішення задач дистанційного моніторингу

стану автомобільних доріг.

Особливе місце у сезонному утриманні автомобільних доріг займає

погодний моніторинг у системі оперативного управління зимовим

утриманням автомобільних доріг [95, 96]. На рис. 1.6 наведено модуль

стаціонарної системи оперативного погодного моніторингу, який розташовано

понад з дорогою.

Рисунок 1.6 – Модуль стаціонарної системи погодного моніторингу

Відповідна спроба спрощеного варіанту такої системи реалізовано

міжнародною корпорацією «Google» спільно з російським сайтом «Auto.ru».

Прототип такої системи дійсно працює але практично не знайшов достатнього

використання у дорожній галузі. Мабуть за рахунок не відповідності

існуючим умовам загальноприйнятих стандартів та інших нормативних

документів з експлуатації автомобільних доріг. Він орієнтований на

використання смартфону з технологічним ядром, якім є гнучка платформа

20

«Google App Engine» «Google Maps API» і «Google Android». З його

допомогою система динамічно масштабує програми та сервіси, щоб надати

якісний доступ до проекту великому числу користувачів.

Принцип проекту – відображення якості автомобільних доріг. На рис.

1.7 наведена схема, що пояснює роботу цього прототипу дорожнього сайту.

Рисунок 1.7 – Схематичне узагальнення роботи системи Google - Auto.ru

(дорожній інформаційний Internet портал)

У дослідженні [61] пропонується більш спеціалізована та менш дорога

система. Вона основана не на загальній системі сервісів Google у якості

відповідного «date center», а транспортному порталі, що розроблений у

ХНАДУ з можливістю дати спеціалізований сервіс учаснику дорожнього руху.

Складові частини відповідного інформаційно-комунікаційного

комплексу (ІКК) автомобіля виконані у вигляді сенсорного пристрою, де

головною є система давачів прискорення з можливістю вимірювання

давач прискорень смартфон web-сайт

учасник дорожнього руху

користувач дороги

21

прискорення у трьох взаємно перпендикулярних вісях та блоку обробки

інформації, який виконано у вигляді мікропроцесорного пристрою, що

складається з блока комутації, перетворення та нормалізації сигналів, блоку

первинної обробки інформації з можливістю його функціонального

розширення. Відмінність запропонованого інструментального засобу

підтримки задач оцінки стану автомобільної дороги полягає у тому, що він

створений як основний робочий ланцюг інформаційно-комунікаційної

технології (ІКТ) утримання автомобільних доріг. Він зануряється до ІКЦ

автомобілю і забезпечує реєстрацію та передачу до мережі Інтернет даних про

умови руху, стан покриття дороги. Зовнішній вигляд ІКЦ, вбудованого до

автомобілю показано на рис. 1.8.

Рисунок 1.8 – Зовнішній вигляд ІКЦ, що убудовано до автомобілю

22

1.4 Оцінка автомобільного трансферу

Трансфер – визначення роботи з перевезення, та організації як вантажу,

так і пасажирів. Учасники трансферу, перевізники, експедиційна обслуга, саме

учасники дорожнього руху. Тому його оцінка полягає в контролі та перевірці

надійності цієї роботи, забезпеченні безпечних, надійних умов дорожнього

руху. В загальному випадку ця задача є складовою частиною технічної

діагностики – науки про розпізнавання стану технічної системи. На

транспорті, у дорожній галузі цій проблемі присвячено досить багато уваги.

Однак на практиці склався ряд підходів, що з тим або іншим ступенем

надійності дозволяють одержувати необхідні рішення. Можна виділити підхід,

що заснований на методах теорії розпізнавання образів, основним недоліком

якого є те, що апріорно повинні бути відомі характеристики зразків з

встановленими діагнозами. В межах цього напряму можна відзначити два

підходи : апостеріорний та апріорний. Апостеріорний підхід має на увазі, що

в розпорядженні дослідника є повна вибірка спостережень і необхідно

визначити чи належать всі дані одній генеральній сукупності або під час

спостережень відбулася зміна властивостей.

Апріорний (послідовний) підхід відрізняється тим, що прийняття рішень

проводиться по ходу функціонування об’єкта в реальному часі. Саме цей

підхід є зараз у стадії інтенсивного розвитку, що пояснюється

розповсюдженням комп’ютерних технологій та вимогами ранньої або

оперативної діагностики [97].

Розглянемо проблематику інтерактивної оцінки утримання

автомобільних доріг. Підвищення безпеки руху, швидкості, комфортності та

економічності перевезень пасажирів і вантажів автомобільним транспортом,

поліпшення утримання, забезпечення планомірного розвитку мережі

автомобільних доріг залежить від достатньої інформованості учасників

дорожнього руху та відповідно усіх осіб, що задіяні у автомобільному

трансфері.

23

Основним недоліком існуючого інформаційного забезпечення

автомобільного трансферу є те, що накопичення даних про стан автомобільних

доріг має порівняно статичний характер. Безумовно, для розвитку дорожньої

галузі, автомобільного транспорту у цілому потрібна динамічна система. Така

система передбачає постійний моніторинг автомобільних доріг,

спостереження за їх поточним станом та визначення тенденцій його змін.

Таким чином, інтерактивна оцінка та оперативна діагностика автомобільного

трансферу, як спостереження змін експлуатаційного стану і буде

забезпечувати відповідну динаміку, своєчасність та прогнозованість

прийняття відповідних рішень і з утримання автомобільних доріг.

Тому мета цього дослідження і є підвищення своєчасності отримання

інформації про стан автомобільних доріг керівництвом дорожніх організацій,

органами самоврядування, користувачами доріг та учасниками дорожнього

руху. Ідея вирішення визначеної проблематики полягає у залучені учасників

дорожнього руху до оперативного реагування на негативні зміни в

експлуатаційному стані, забезпечення необхідною інформацією з прийняття

рішень по утриманню автомобільних доріг, раціонального розподілу

необхідних фінансових, матеріальних та людських ресурсів дорожньо-

експлуатаційних підприємств і організацій.

Інтерактивний моніторинг та оперативна діагностика експлуатаційного

стану є основним змістом систематичних спостережень відповідних робіт з

сезонного утримання автомобільних доріг. Загалом об’єкт дослідження –

процес оцінки стану автомобільних доріг у реальному масштабі часу.

Що стосується оглядів (поточних, періодичних та сезонних) то їх

виконують, як правило, візуально і за допомогою найпростіших

вимірювальних інструментів та портативних приладів (метр, похиломір,

рівень тощо). Візуальне обстеження доріг з обмеженим застосуванням

вимірювальної техніки в режимі оцінки окремих параметрів, які впливають на

транспортно-експлуатаційний стан автомобільних доріг. Саме огляди стану

мають інтерактивний характер, виконуються у реальному часі, можуть

24

забезпечити своєчасність підготовки рішень з сезонного утримання

автомобільних доріг. Однак їх проведення потребує мати надійні, прості,

порівняно дешеві інструментальні засоби реєстрації, накопичення та

узагальнення даних про оперативну ситуацію і умови дорожнього руху.

Визначимо предметом дослідження інтерактивну дорожню систему

реєстрації, накопичення та узагальнення даних про оперативну ситуацію і

середовище дорожнього руху. Цей інструментальний засіб має бути

телематичним, базуватися на WEB рішеннях утримання автомобільних доріг

із застосуванням інформаційного транспортного порталу та безпосереднього

джерела відповідної дорожньої інформації – ІКЦ. Інтеграція у ньому на

сучасних індивідуальних автомобільних бортових комп’ютерних засобах

(звичайного смартфону, планшетного комп’ютера) з досвідом фахівців

дорожньо-експлуатаційних організацій, дорожніх служб та використанням

можливостей Internet буде реальним синергетичним об’єднанням поточних,

періодичних та сезонних оглядів , що дозволить забезпечити практично

безперервні огляди автомобільних доріг особливо у зимовий період року, як

найбільш складний.

Наявне протиріччя між плановим характером, регулярною

періодичністю спостереження та загалом імовірнісним процесом постійного

впливу на стан автомобільних доріг як природних умов експлуатації, так і

явищ загально організаційного, соціального характеру. Тут повинен

працювати принцип «найбільшого впливу» утримання такої складної

організаційно-технічної системи, як автомобільна дорога.

Наслідком цього є необхідність застосування синергетичного підходу до

вирішення проблем спостереження підсистем та ланок, елементів

автомобільних доріг, які мають гетерогенний характер.

Відмінність синергетичного підходу від звичайного системного полягає

у необхідності урахування та використання механізму самоорганізації

інформаційного простору дорожніх підприємств, організацій та учасників

руху, користувачів доріг (рис. 1.9).

25

Рисунок 1.9 – Синергетичний підхід

На даний час склалася ситуація, коли практика створення сучасних

інструментальних засобів спостереження та діагностування стану

автомобільних доріг, що використовуються для моніторингу складних

об’єктів та систем, випередила теорію. Існуючі окремі рішення з

інформаційного забезпечення автомобільного транспорту потребують

узагальнення, стандартизації та уніфікації, визначення нових спеціальних

вимог до створення комп’ютерних обчислювальних систем та мереж у

дорожній галузі. Однією з таких вимог є реєстрація та обробка даних про стан

автомобільних доріг у реальному часі. Інтерактивний моніторинг, створення

якого є основним завданням цієї роботи, відповідає цим вимогам. Він

дозволить на всіх рівнях дорожньої інфраструктури поліпшити рівень

інформаційного обслуговування дорожніх організацій, учасників дорожнього

руху, уникнути існуючих негативних явищ: збоїв в організації руху,

незадовільного стану шляхів сполучень, нераціонального використання

коштів, що виділяються на ремонт та утримання автомобільних доріг.

Виконання такого дослідження повинно довести доцільність

використання ІКТ для утримання автомобільних доріг, можливість створення

нового інтерактивного методу оцінки стану автомобільних доріг. На рис. 1.10

наведено схему, що пояснює послідовність виконання дослідження WEB

рішень з оцінки автомобільного трансферу перевізних процесів.

Аналіз поточного стану → Узагальнення та аналогія → Синтез → Самоорганізація → Прийняття рішень

Формулювання

мети

Визначення

проблеми

Вибір критерію

Розробка варіантів рішень

26

Рисунок 1.10 – Проблематика та виконання дослідження з оцінки

автомобільного трансферу перевізних процесів

Визначення проблематики, цільова настанова дослідження

Оцінка стану проблеми,

огляд джерел

дослідження

Просторове-часова

орієнтація

дорожнього руху

Доведення доцільності впровадження та імплементації

WEB рішень з інтерактивної оцінки автомобільного

трансферу

Пошук прототипу та ви-

значення інструменталь-

них засобів дослідження

Постановка задачі, мета, об’єкт,

предмет дослідження

Визначення

лінгвістичних

змінних

Інтерактивна

оцінка,

діагностування

дорожніх даних

Визначення вимог до інтерактивної дорожньої

системи реєстрації, накопичення та узагальнення

даних про оперативну ситуацію і середовище руху

WEB рішення інтерактивного моніторингу

автомобільних доріг. Технічні засоби.

Реєстрація дорожніх даних. Оцінка дорожніх

ситуацій. Інтерфейс користувача.

Створення

системи

інтерактивного

моніторингу

Організація

систематичного

спостереження

доріг у зимовий

період

Рекомендації з

впровадження

віртуального

управління до

трансферу

27

Загалом робота спрямована на синергетичне об’єднання досвіду

експерта із використанням комп’ютерних ресурсів усіх учасників дорожнього

руху, користувачів автомобільних доріг, розробці у підтвердження цього

приклад надання практичних рекомендацій з систематичного спостереження

за експлуатаційним станом у найбільш складний і відповідальний в утриманні

автомобільних доріг – зимовий період.

Залучення учасників дорожнього руху до безпосереднього,

оперативного реагування на негативні зміни експлуатаційного стану

автомобільних доріг є своєрідною соціалізацією рішення задач їх утримання.

Для забезпечення якісного виконання робіт з утримання автомобільних доріг

(перш-за-все, у зимовий період) у дорожніх організаціях створюється

дорожньо-патрульна служба (ДПС).

Вона виконує регулярне патрулювання на автомобільних дорогах для

прийняття оперативних заходів з попередження та усунення можливих

дорожньо-транспортних пригод (ДТП). Таке попередження і має

інформаційну складову організації систематичних спостережень за станом

доріг у зимовий період. Тому саме для цієї служби в умовах України в першу

чергу і потрібні практичні результати дослідження з інтерактивної оцінки та

оперативної діагностики експлуатаційного стану автомобільних доріг.

Вітчизняний та зарубіжний досвід, літературні джерела, нормативні

документи свідчать про постійну тенденцію комп’ютеризації дорожньої

галузі, ріст потрібних комп’ютерних ресурсів для вирішення проблем з

утримання автомобільних доріг і необхідність відповідності цього росту

новим можливостям інформатизації суспільства. Однак, використання

можливостей інформаційних порталів Internet, створення дорожніх сайтів,

використання розподілених комп’ютерних систем у дорожньої галузі мають

тільки експериментальний характер.

28

РОЗДІЛ 2

ПРИЙНЯТТЯ WEB РІШЕНЬ З ОГЛЯДУ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ

2.1. Реєстрація, оцінка та узагальнення даних про дорожні ситуації

Розглянемо оцінку та оперативну діагностику доріг, як інформаційний

процес, що є складовою частиною підтримки прийняття рішень з їх утримання.

Представимо цей процес у вигляді узагальненої структурної схеми реєстрації

та перетворенні даних про стан автомобільної дороги, як це прийнято в

теоретичних основах інформаційної техніці і в задачах системної інженерії

[92, 98].

На відміну від звичайної послідовності дій формальне уявлення

перетворення параметричної інформації про експлуатаційний стан

автомобільної дороги є послідовністю, що передбачає її рекурсивну обробку

за результатами отриманих рішень з оцінки експлуатаційного стану

автомобільної дороги. Така оцінка і є віртуальним управлінням утримання

автомобільних доріг (рис. 2.1).

Рисунок 2.1 – Віртуальне управління утриманням автомобільної дороги

ПРАГМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ

СЕМАНТИЧНИЙ АНАЛІЗ

НОРМУВАННЯ

СТРУКТУРНИЙ АНАЛІЗ

РЄСТРАЦІЯ ДАНИХ

УТРИМАННЯ АВТОМОБІЛЬНОЇ ДОРОГИ

ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ

І ПІДГОТОВКА

РІШЕНЬ

ПРИЙНЯТТЯ РІШЕННЯ

29

Первинним у цієї системи є реєстрація, а саме процес отримання

параметричної інформації (множина характеристик, яка визначає

експлуатаційний стан автомобільної дороги). Вона випереджає нормування,

приведення отриманих дорожніх даних до єдиної логічної системи відліку,

рекурсивної процедури прийняття рішень з оцінки експлуатаційних

характеристик дороги за результатами структурного, семантичного та

прагматичного аналізу. Введення до цього логічного ланцюжка імітаційної

моделі для підготовки рішення з оцінки дороги є своєрідним логічним

елементом синергетичної самоорганізації запропонованої оцінки

експлуатаційного стану автомобільної дороги. Згідно теорії інформаційного

управління визначимо інтерактивну оцінку та оперативну діагностику як

спостережуваний динамічний процес або просто спостереження за

експлуатаційним станом автомобільної дороги.

Розглянемо спостереження стану автомобільної дороги як перетворення

Q існуючого стану (сукупності n змінних: k1(t),k2(t),…, kn(t)) до нової

сукупності n змінних: q1(t), q2(t),…, qn(t). Прообрази ki(t) оператора Q –

характеристики пересування у просторі та часі транспортних засобів, а qі(t) –

нова сукупність оцінок цього пересування. Тоді Q є таким оператором, що

qі(t) = Q[ki(t), t], де ki(t) – динамічна функція, яка відповідає i-му об’єкту у

досліджуваній системі незалежно від його специфіки. Інтерпретація qі(t) –

ефективність роботи і-ї частини системи. Подання цього параметра не як

продуктивності або пропускної здатності, а як ефективності, що узагальнює

властивості процесу спостереження за експлуатаційним станом дороги згідно

аналогічної постановки задачі щодо інформаційного розвитку транспортних

систем [84].

Припустимо, L – множина точок дороги, що складається з підмножин

характеристик Lα, Lp, Lγ , відповідно спрощення швидкості руху транспортних

засобів, рівності, зчіпних якостей. Тоді, LLLL . Відповідно стан

рухомого об’єкта, процес його пересування в просторі L транспортного засобу

і характеристики дорожнього середовища можна уявити, як суму трьох

30

операторів S= S S S , де S, S, S, S– оператори перетворення

спостережуваних динамічних процесів ki(t) у певний момент часу t (поточні

характеристики як самого процесу спостереження, так і стану дороги).

Узагальнена оцінка Ki стану будь-якої ділянки автомобільної дороги,

спрощено можна уявити як середньозважений коефіцієнт:

i j j

ijk

ijiL

lb

mK

1, (2.1)

де k

ijb – обмірюване (розраховане і нормоване та зведене до єдиної

системи відліку) значення параметра ki-ї ділянки дороги j довжиною lij;

Lj – довжина дороги j;

m – кількість параметрів, за якими оцінюються дорога.

Інтелектуалізація процесу спостереження, створення спеціальної

апаратури, що повинна забезпечувати розв’язання функціональних задач

оперативної діагностики, нерозривно пов’язані зі схемотехнічними рішеннями

в цій сфері та цифровою обробкою даних. Розглянемо простий математичний

опис такої обробки даних – її класичне уявлення як лінійної системи з

постійними параметрами, яка є співвідношенням вхідної і вихідної

послідовності x(n) та y(n) в інтерпретації до дорожніх застосувань:

y(n)=Y [x(n), t], (2.2)

де Y – оператор перетворення прообразу оператора x(n) в образ

оператора y(n), визначені на множині n відкликів в області Т поточного

часу t.

Слід зазначити, що в цьому випадку Y: T → Т, де Т – числова вісь, у

відповідність до якої приводиться час t. У загальному випадку Т – простір, на

якому існують свої множини часових відкликів Ті зі своїм розрізненням у часі

31

ξТі, причому TTi

i , але i

iT (пуста множина). У реальних системах

одновимірне перетворення (2.2) трансформується у двовимірні перетворення,

а у більш загальному випадку – у багатовимірні перетворення послідовностей

сигналів, що реєструються. Це є співвідношенням типу згортки

m

mnxmhny )()()( , (2.3)

де h(m) – відклик на одиничний стрибок або імпульсну

характеристику відповідної системи реєстрації даних.

За аналогією з одновимірною лінійною системою для двовимірної

системи з вихідною послідовністю y(n1, n2) і вхідною – x(n1, n2) справедливо

1 2

22112121 ),(),(),(m m

mnmnhmmxnny , (2.4)

де h(n1, n2) – імпульсна характеристика такої лінійної системи. Тоді:

).mn,...,mn,...,mn,mn(h

)m,...,m,...,m,m(x......)n,...,n,...,n,n(y

kkii

m m m m

kiki

i k

2211

2121

1 2

(2.5)

Відповідно можна навести операторній опис цієї оцінки:

tmxYny iiki

i ),()(,1 , (2.6)

де Yi – оператор k-вимірної лінійної системи цифрової реєстрації й

обробки даних про стан транспортних засобів.

Для того щоб фізично реалізувати перетворення Yi, необхідним є

виконання умов фізичної реалізації і стійкості системи моніторингу

автомобільної дороги: y(n0) залежить тільки від x(n0), якщо n ≤ n0. Для

32

відповідності системи вимогам стійкості необхідно передбачити, що

m

nh )( .

На часовому просторі Т послідовності ti можуть належати зонам з різним

часовим розрізненням. Система ВАДС існує у такому часовому просторі:

часова зона автомобілю – Т1, водія і пасажира – Т2, автомобільної дороги – Т3.

Визначення та оцінка стану підсистем, ланок та елементів дороги

повинні виконуватися у найбільш інформативні моменти часу tk = ti, коли

вплив цієї ланки на роботу системи в інтервалі часу спостереження досягає

найбільшого значення (q(t) – спостережуваний динамічний процес (СДП)

зміни стану автомобільної дороги)

.)(

max)(

t

tq

t

tq

(2.7)

Твердження TTTT 321не завжди є справедливим. Можна визначити

такий діапазон Т4 з Т, для якого:

.32144 TTTTT (2.8)

Слід брати до уваги, що прообрази СДП є функціями часу. Оцінка q(t)

дороги в цілому (результат загального спостереження) визначається

операторним співвідношенням

q(t) = Q [h(l), t], (2.9)

де h(l) – динамічна функція аргументу l, що визначається в часі t у

часовому просторі Т3.

Оператор Р є оператором із пам’яттю, тому що в зазначеній постановці

важливими є не тільки прості визначення або оцінка h(l) у точці l = li, що

33

відповідає точці s = si та моменту часу ti T, але й аналіз ансамблю значень

{x(t), y(t), z(t)} на множині відліків xj зі своєю «вагою» Мi або (у загальному

випадку функції) коефіцієнта переваги. Процедура сканування дороги для l =

li буде мати відповідний вигляд

.1

nij

nij

i

nij

ij

ji

j

M

XM

X (2.10)

Для визначення метрики простору існування множини функцій, що

реєструються, СДП х(t) слід розглядати у вигляді сукупності точок хi на

числовій осі. Розглянемо, як система моніторингу (підсистема –

«спостерігач») розрізняє ці точки, визначаючи процес зміни станів. Для будь-

якої пари хi та хi (ij) можна вказати такі величини , для яких значення хi

стають невизначеними або втрачають свій фізичний зміст. Ця величина

визначає поріг розрізнення станів, причому для конкретного елемента можна

одержати безліч значень порогів розрізнення. Величина найменшого порогу

визначає нижню межу надійного розходження двох значень СДП х(t) або

їхнього існування. Ця величина – поріг розрізнення: = infsup(xi–xj), для всіх

i j.

Слід відрізняти фізичне і споживче розрізнення. Точність перетворення

даних характеризується «споживчим» порогом розрізнення y, a х(t) –

«фізичним» порогом розрізнення х і характеризує чутливість системи. При

цьому умова спостереження об’єкта (xi, xj) y, тому що у протилежному

випадку неможливо буде відмітити зміну стану процесу, який спостерігається.

Розглянута математична процедура спостереження за станом

автомобільної дороги та відповідна оцінка базуються на методах аналогій,

узагальнення та цифрової обробки даних для визначення рішень щодо

оперативної оцінки умов руху автомобілів. Слід зазначити, що завжди є така

34

часова послідовність ti, протягом якої вказівки «керуючого центра» I(t)

відсутні і керуючий вплив U(t) формується автономно за оцінкою Q(t) згідно

формальному твердженню

.0)(,(t)(t),)( iiii tIUIQtQTtt (2.11)

Автономність передбачає систематичне отримання даних для

формування динамічного банку відомостей про попередній та поточний стан

автомобільної дороги. Такі відомості повинна формувати інтелектуальна

система моніторингу автомобільної дороги, що є аналогом порівняно простих

локальних систем інтерактивного спостереження за станом автомобільних

доріг. Інструментальними засобами такого спостереження є засоби

моніторингу стану дороги, комп’ютеризовані комплекси, що забезпечують

отримання даних про експлуатаційний стан дороги. Таким чином, створюється

своєрідний ланцюжок від інформаційних приладів внутрішньої та зовнішньої

телематики ІКЦ до інформаційного серверу ІКТ утримання дороги. Його

реалізація і є створенням інтерактивної дорожньої системи реєстрації,

накопичення та узагальнення даних про оперативну ситуацію і середовище

дорожнього руху.

Логічне синергетичне з’єднання окремих комп’ютерів, таких локальних

систем, від внутрішньої та зовнішньої телематики ІКЦ до інформаційного

серверу ІКТ. Утримання дороги повинно базуватися на сучасних

комп’ютерних технологіях WEB 2.0 та можливостях Інтернет. Логічною

основою такого гетерогенного обчислювального середовища є інформаційно-

комунікаційна технологія управління транспортними процесами [100, 101].

Для реалізації відповідної багатошарової системи необхідним є

вирішення проблеми надання своєрідного інтелекту інтерактивній системі, що

пропонується. Тому доцільно для розробки алгоритмів підготовки керуючих

рішень на різних рівнях з прийняття рішень щодо утримання автомобільних

доріг застосувати математичний апарат штучних нейронних мереж (ШНМ). З

35

інженерної точки зору ШНМ – паралельно розподілені системи обробки

інформації, утворені простими обчислювальними вузлами, які мають

властивість до накопичення експериментальних знань. Їх відмінною

особливістю є наявність процедури навчання. Таку процедуру можна подати

як послідовність кроків: розрахунок результату; порівняння з точним

значенням; вимірювання ваги; оцінка результатів перетворювань відповідно

до досягнення потрібного рівня точності, а в негативному випадку повторення

послідовності кроків спочатку (розрахунок результату).

Створення такої інтерактивної системи реєстрації, оцінки та

накопичення, узагальнення даних про оперативну ситуацію і середовище

дорожнього руху доцільно провести із застосуванням готових рішень

попередньої розробки комп'ютерних систем обстеження автомобільних доріг

[99 – 101]. Вони дозволяють визначати параметри дороги згідно з авторськими

довідками [102 – 105]. У декларативних патентах [106 – 111] наведено

матеріали про те, як за допомогою цієї системи виконувати спостереження на

автомобільних дорогах. Попередньо отримане свідоцтво [112] підтверджує

правомірність застосування такої методики та засобів спостереження за

станом автомобільних доріг. Метрологічні характеристики цих засобів

відповідають вимогам стандартів [47, 48].

2.2 Інтерактивний моніторинг автомобільних доріг

Інтерактивний моніторинг є інструментальним засобом нагляду за

станом автомобільної дороги. Як було висловлено відмінність моніторингу від

звичайного нагляду полягає у визначенні передісторії зміни експлуатаційного

стану дороги. Зміст інтерактивного моніторингу полягає у постійному

спостереженні, реєстрації, накопиченні та узагальненні даних про оперативну

ситуацію у середовищі дорожнього руху.

Інтерактивне спостереження за станом автомобільної дороги базується

на поєднанні трьох складових її фізичної реалізації. По-перше, реєструються

36

швидкість та прискорення автомобіля за допомогою зовнішньої системи

визначення місця його розташування у просторі відповідно до часу, по-друге,

проводиться безперервна відеозйомка за допомогою відеокамери (WEB-

камери) та цифрового фотоапарата. Третя складова системи – безпосередня

оцінка та уявлення стану дороги учасниками дорожнього руху (наприклад,

запис коментарів оператора дорожньої машини, досвідченого фахівця-

дорожника, який приймає участь в утриманні відповідної дорожньої ділянки).

Таке спостереження є не просто організаційно-технічна система, а

інтерактивна система, де в основній діяльності з моніторингу автомобільних

доріг бере участь людина. Вона передбачає використання досвіду фахівця,

який відмічає відповідну обстановку на дорозі та в дорожньому середовищі, а

також координує хід оперативної діагностики. Таким чином, ми маємо

синергетичну систему, у якій поєднано технічну та ергономічну складові.

Людина як оператор стає своєрідним продовженням обчислювального

комплексу та активно втручається в автоматизоване знімання даних про рух

випробувального автомобіля – дорожньої лабораторії. Основним у такій

системі є узагальнення обстановки на дорозі, у тому числі візуальна оцінка

стану її покриття. Слід зазначити, що водій, який знаходиться за кермом

автомобіля, порівняно суб’єктивно сприймає стан ділянки дороги у

відповідності до пікету, що аналізується. Однак саме такий суб’єктивізм несе

корисну інформацію, що дозволяє прийняти правильне рішення щодо дійсного

стану відповідної ділянки дороги.

На даний час існують математичні методи, які дозволяють поєднати

такий суб’єктивізм з точним технічним розрахунком. Це так званий нечіткий

підхід або фаззіфікація, яка є процесом зіставлення розуміння людини і

кількісних технічних оцінок.

Першим кроком у використанні нечіткого фаззі-підходу для

моделювання складних транспортних об'єктів і систем є завдання фаззіфікація,

формального опису спостережуваних динамічних процесів руху. Нечітка

логіка сьогодні широко представлена у фундаментальних і прикладних

37

наукових виданнях, починаючи з роботи [113]. Теорія й практика

використання нечіткого фаззі-підходу викладена у багатьох роботах,

наприклад [114, 115].

Приведення опису досліджуваної системи до нечіткого вигляду

починається з визначення лінгвістичних змінних, їхніх значень – термів,

проведення аналогії між кількісними оцінками підсистем і ланок системи та їх

нечітким описом. Ця задача близька до визначення розрізнення

спостережуваних динамічних процесів відповідно до основних положень

інформаційної теорії керування. Уявимо спостереження як результат аналізу

досліджуваної системи: нормалізація даних, їх структурна й прагматична

обробка. Тоді можна визначити спостереження як моніторинг дороги.

Відповідно до висловлених припущень нечіткий опис або фаззіфікацію

досліджуваних процесів і систем розглянемо з позицій основних положень

інформаційної теорії розрізнення [116], основ прийняття рішень у складних

системах моніторингу дорожніх машин, транспортних систем і комунікацій

[117, 118].

Існуючі підходи до рішення завдання фаззіфікації в транспортних

додатках відрізняються певним суб'єктивізмом. Якщо це й припустимо в

організаційних системах, то в технічних і організаційно-технічних системах

потрібна точна кількісна оцінка, виключення суб'єктивної думки людини. Це,

насамперед, стосується нових транспортних додатків нечіткої логіки. Так, у

задачах моніторингу транспортних машин, систем і комунікацій, де раніше

використовувалися експертні оцінки, близькі до використання апарату

лінгвістичних змінних, наприклад [39], є протиріччя між можливостями

кількісної обробки даних технічних параметрів і використанням «неточних»

логічних висновків. Розглянемо, як можливо вирішити це протиріччя при

приведенні точних характеристик транспортної технічної системи

моніторингу до «нечіткого» вигляду.

Нехай технічний об'єкт або система формально описується оператором

Y, що перетворює спостережувану динамічну змінну x(t) – прообраз оператора

38

Y, що однозначно визначає відповідний спостережуваний динамічний процес.

Для транспортної системи такий динамічний процес – це процес руху

транспортного засобу. У найпростішому випадку результатом перетворення є

образ оператора y(t). Логічне вважати процес спостереження такої системи

динамічним моніторингом. Для переходу від суб'єктивних оцінок

спостережуваного об'єкта або системи покладемо, що y(t) однозначно

відповідає лінгвістичній змінній в області визначення нечіткої моделі

спостережуваного динамічного процесу.

Тоді обмежена безліч термів такої лінгвістичної змінної визначається

специфікою спостережуваного динамічного процесу. Формально

y(t) = Y[x(t),t], (2.12)

де y(t) – образ оператора Y;

x(t) – прообраз оператора Y;

t – поточний час.

Якщо x(t) відповідає певна точка nX з множини X, то в пропонованій

постановці конкретне значення образа оператора y(t) відповідає одному з

термів. До цього терму належить не одне значення Yym , а кілька суміжних

значень my . Якщо процес спостереження x(t) є моніторингом, то послідовності

2k+1 відкликів y(t) є кількісною оцінкою одного з термів відповідної

лінгвістичної змінної у діапазоні tyyyyyy cmcmmcmcm ,,...,,...,, 11 .

Таким чином, розглядаючи операторне перетворення (2.3), треба поряд

з кількісною відповідністю YX також аналізувати відповідність LY , де

L – множина термів лінгвістичної змінної, аналогом якої є y(t).

Назвемо P оператором фаззіфікації спостережуваного динамічного процесу,

аналогом якого є значення образа y(t) значень функції x(t),що реєструються:

, s,tyPsl (2.13)

39

де s – аргумент, що характеризує відповідність 2k + 1 значення my в

діапазоні від cmy до cmy терму l(s) поточному значенню часу t у

момент реєстрації.

Покладемо, що фаззіфікація спостережуваного динамічного процесу

являє собою таке подвійне перетворення динамічної функції x(t), що

реєструється

Tt,TSs

s,tyLsl

t,txYty

p

(2.14)

Порівняно проста система операторних співвідношень (2.5) може бути

просто реалізована, якщо вона формалізована й кількісно оцінювана як ступінь

приналежності значень x(t), що реєструються, відповідний терму sl а

поточний час t відповідає s. Таким чином, проблема алгоритмізації цієї

процедури полягає у визначенні відповідності характеристик

спостережуваних динамічних процесів процедурам оцінки термів за

допомогою функції приналежності лінгвістичної змінної, що характеризує цей

процес. Така процедура полягає в знаходженні механізму розрахунку

кількості термів, точності реєстрації x(t) і розрізнення результатів оцінки y(t)

необхідного динамічного процесу. Розглянемо задачу фаззіфікації в

прикладній постановці, що відповідає транспортним додаткам (задачі

моніторингу дорожнього середовища).

Розглянемо фаззіфікацію системи моніторингу транспортних

комунікацій (автомобільних доріг). Така система являє собою спостерігача, що

рухається і безпосередньо виконує вимірювання й оцінку стану рухомих

об'єктів і дороги. Формально образ відповідного оператора цієї системи й

лінгвістичні змінні є результатом подвійного перетворення значень

спостережуваної змінної x(t) в одновимірному випадку. Наприклад, під час

40

руху базового транспортного засобу неперервно оцінюється або його

швидкість у транспортному потоці v(t), або рівність r(t). Таким чином, x(t) –

деяка узагальнена оцінка як транспортної машини, так і дороги, якщо вважати,

що транспортна система є об'єднанням множини машин М і дороги, по якій ці

машини рухаються. Оператор фаззіфікації є перетворення значень

спостережуваних динамічних змінних x(t) з області множини x в одну з точок

нечіткої множини S. Реальний прототип множини S – послідовність деяких

фіксованих точок відповідної транспортної комунікації (автомобільної

дороги).

Фізично цим процесам відповідає реєстрація значень спостережуваної

динамічної змінної x(t), їхня інформація, приведення до заздалегідь певної

системи відліків y(t) і прагматична обробка значень лінгвістичної змінної l(s).

Причому в результаті процесу фаззіфікації оцінка l(s) виконується не відносно

часу t, а відповідно до властивостей досліджуваного об'єкта в порівнянні з

іншими аналогічними об'єктами.

Можливо твердити, що моніторинг ґрунтується на методі аналогій. Так,

експерти застосовують бальні оцінки не тільки для складних організаційних

систем, але й при бальному оцінюванні технічних об'єктів [119].

Таким чином, бальні оцінки є прототипом лінгвістичних змінних. Тоді в

тих системах, де такі оцінки використовуються, можна перейти від певного

суб'єктивізму експерта до точного кількісного аналізу результатів

спостережень на основі лінгвістичних змінних. Наслідком є рішення задачі

визначення фізичного розрізнення спостережуваного динамічного процесу за

споживчим розрізненням, що задається бальною оцінкою.

Відповідно до інформаційної теорії управління розрізняють фізичний і

споживчий поріг розрізнення спостережуваного динамічного процесу. Якщо

це оператор Y перетворення прообразу x(t) у значення образу y(t), то поріг

розрізнення xE дорівнює найменшій різниці суміжних значень

,min: 1 nnx xxtx є фізичним порогом розрізнення спостережуваного

динамічного процесу. Відповідно 1min mmy yyE – споживчий поріг

41

розрізнення спостережуваного динамічного процесу.

Варто зазначити, що для ясності викладу під спостережуваним

динамічним процесом автор розуміє одновимірний випадок зміни величини

x(t), а спостереження – реєстрація значень .txxn Кількість xd різних

значень x(t) або дискретних відліків визначається порогом розрізнення xE так,

що .,1..,2,1 xx ddn За аналогією кількість yd різних значень y(t)

визначається в такий же спосіб, тому

.minmax

;minmax

y

mm

mm

y

x

nn

nn

x

E

YYd

E

XXd

(2.15)

У технічних системах xE визначається фізичними властивостями

спостережуваного процесу, а yE – потребами користувача. Немає

необхідності аналізувати суміжні значення 1 nn xx й 1 mm yy , тому, що

таких суміжних значень з nx , які відрізняються від nx на величину меншу ніж

xE , не існує. Те саме можна помітити й по відношенню до my .

Стосовно лінгвістичної змінної l(s) спостережуваного процесу, не

можливо говорити про відповідний поріг розрізнення, тому що для неї

справедливі не кількісні, а логічні оцінки. Однак можна стверджувати, що

кількість її термів дорівнює xd , а значення ,tyyn є кількісною оцінкою, яка

відповідає лінгвістичній змінній l(s). Таким чином, нами отримані

співвідношення 2.2 – 2.6, що дозволяють порівняно просто вирішувати задачі

як власне фаззіфікації, так і визначення відповідних характеристик цього

процесу: порогів розрізнення, значень діапазонів зміни термів та відповідно

точності реєстрації даних.

Ця проста схема лежить в основі розв’язання загальної задачі

42

перетворення даних про стан дорожнього середовища.

Оцінка стану автомобільної дороги базується на модельному уявленні,

яке дозволяє вибрати первинні параметри, характеристики досліджуваних

об'єктів, визначити їх перелік, оцінити їх значущість і першочерговість

вимірювання та реєстрації. Очевидно, що це завдання аналізу їх взаємозв'язку,

можливості аналітичного перерахунку, отримання конкретних значень

непрямих, розрахованих і узагальнених оцінок, які дозволяють приймати

конкретні управлінські рішення. Немає сумнівів, що такий аналіз повинен

виконуватися не на узагальненому рівні, а безпосередньо при оцінці стану

конкретної ділянки автомобільної дороги.

Для цього існує цілий комплекс аналітичних, графічних та окремих

евристичних методів. Однак практика діагностування різних дорожніх

ситуацій доводить, що найбільш вагомим є твердження про необхідність

оцінювати швидкість, геометрію, рівність і зчеплення (коефіцієнт зчеплення).

Для їх аналізу та власне алгоритмізації процесу оцінювання стану

опишемо ці параметри та їх взаємозв'язок за допомогою операторних

співвідношень, які визначені вище. Розглянуті параметри, за якими приймають

рішення про стан дороги, являють собою систему функцій, про результати їх

оцінки – узагальнений критерій, що визначає техніко-економічні,

експлуатаційні якості такого лінійного об'єкта як автомобільна дорога. Таким

чином, можна виділити три шари її оцінки:

– первинні характеристики );(taij

– параметри для оцінки )(txi ;

– узагальнена оцінка )(ty .

Це відповідає такій системі операторних співвідношень

)],(,),(,),([)( 111111 tatataXtx nj

)],(,),(,),([)( 222122 tatataXtx nj

)],(,),(,),([)( 1 tatataXitx inijii (2.16)

43

)],(,),(,),([)( 1 tatataXtx mnmjmmm

або

];),([)( ttaXtx ijii mi ,1 ; ;,1 nj ],),([)( i ttxYty

де Y – оператор оцінки стану дороги;

)(ty – образ оператора Y;

)(txi – прообраз оператора Y.

Інтерактивна оцінка пропонує відмову від звичайної математичної

ідеалізації. Лінійний об'єкт, яким є автомобільна дорога, у межах цього

спостереження має кінцеві характеристики. Їх формалізація передбачає

визначення порогів розрізнення. Відповідно розглянемо, як можна

інтерпретувати результати цієї оцінки згідно з логікою розуміння людини.

2.3 Лінгвістичні змінні та нечітке визначення даних

Визначимо геометричні характеристики дороги – 1a , дорожнього покриття

– 2a , інтенсивність руху –

3a . Оцінка стану дороги k(t). Усім можливим

значенням цієї оцінки відповідає така система лінгвістичних змінних:

11a , якщо геометричні параметри відповідають допустимим

значенням;

12a , якщо геометричні параметри гірше допустимих;

,21a якщо покриття відповідає допустимим значенням;

22a , якщо покриття гірше;

31a , якщо інтенсивність руху розрахункова;

32a , якщо менше;

33a , якщо більше.

У цьому випадку множині значень )(tk відповідає матриця ,1ka де

a1=

a2=

a3=

==

44

к=1,2,3; i=1,2,3, тобто в кожній точці ik значення )(tk або стан оцінюваного

об'єкта визначається трійкою {III aaa ,3,2,1 ;; }. У розглянутому прикладі

i=1,2…12.

Проаналізуємо діапазон зміни за величиною, що відповідає

номінальному чи розрахунковому проектному стану об'єкта, номKKi . Тоді

для системи };;{ 312111ном aaaK приймемо, що 1};;{ 312111 aaa .

Аналогічно можна визначити k – поріг розрізнення, kN – кількість

розрізнених значень k(t), задати kD – діапазон зміни K(t), наприклад, від 0 %

до 100 %.

Наведений матеріал показує, як здійснюється перехід від

«неформального» опису такого складного об'єкта, яким є дорожнє середовище

до «формального», що дозволяє кількісно аналізувати, а отже, алгоритмізувати

розглянуту систему оцінки стану дороги.

Будь-який протяжний об'єкт характеризує значно більшу кількість

параметрів, ніж уявляється можливим виміряти. З іншого боку, присутня

постійна помилка вимірювання контрольованих параметрів, обумовлена

фізичною різністю оцінюваних об'єктів або елементів. Об'єднаймо помилки

вимірювання оцінювання стану об'єкта з впливом неконтрольованих

параметрів, віднісши їх до помилок, які виникають при контролі параметрів,

що підлягають вимірюванню і подальшій реєстрації. Задача оцінювання стану

дороги відповідає визначенню деякої змінної x(t) за її оціненим значенням y(t).

Це завдання непрямих вимірювань за алгоритмом мінімізації суми квадратів

помилок, відповідних неузгодженості реального та оцінюваного стану об'єкта,

що досліджується.

Напишемо, що

),...,,;,...,,()( 2121 rk bbbaaafty , ( 2.17 )

де 1a – значення вимірюваних параметрів;

1b – помилки вимірювання і відхилення, викликані неврахованими

45

параметрами.

Нехай 1 = r; тоді, якщо прийняти, що )()(,0: 1 txtybi , отримаємо

111

/)()()( batxtxtyr

i

, (2.18)

де 1)( atx – значення частинної похідної функції x(t) за параметром

1a .

З урахуванням цього помилка оцінювання jd у момент часу

вимірювання параметрів 1a на діапазоні [10 ,tt ] дорівнює такому відношенню

nitjtbatxd ii

r

ij ;1 ,,/)(

1

, (2.19)

де n – кількість вимірювань.

Розв’язання системи (2.19) полягає у визначенні помилок ib , а отже,

реальних значень параметрів iii ba .

Цей алгоритм носить узагальнений характер. Його можна

використовувати як для визначення значень параметрів, що безпосередньо не

підлягають вимірюванням, так і для вирішення завдань управління процесом

вимірювань, роботою апаратури ходової лабораторії. У першому випадку

iii ba є шуканим значенням оцінюваного параметра, у другому –

поправки, які необхідно врахувати під час вимірювань. Оскільки ці завдання

вирішуються в умовах порівняно обмеженого ресурсу, то замість методу

найменших квадратів для розрахунку можна рекомендувати ітераційну

процедуру, реалізація якої передбачає підстановку у вираз (2.19) значення

, де – коефіцієнт, що враховує взаємний вплив параметрів;

tk – момент контролю або вимірювання, для якого

ia

txijiijkj WWWtt

)(;max – значення функції ваги ia в момент

kijji ttWb /

46

вимірювань y(t).

Дослідження та цифрове моделювання запропонованої процедури

показало, що вона виконується за 3 – 5 ітерацій в залежності від значення ja .

Окремим випадком розглянутого алгоритму є алгоритм реєстрації

безлічі значень одного параметра { iz } для zNi ,1 .

Для мінімізації кількості збережених значень, тобто пам'яті

обчислювача, застосуємо принцип управління за відхиленням. Реєстрації в

цьому випадку буде підлягати лише те значення параметра, яке відрізняється

від попереднього на величину порогу розрізнення z .

Рішення при цьому буде складатися з наступних дій:

1) вимірювання iz ;

2) порівняння iz та 1iz ;

3) якщо abs ( 1 ii zz ) > z , то виконується крок 6, інакше крок 4;

4) 1 ii zz ;

5) перейти до виконання кроку 7;

6) реєструвати (записати у базу даних значення iz і значення

jt ,

відповідне моменту вимірювання); 1 ii ;

7) якщо zNi , то перейти до виконання кроку 1, інакше завершити

процедуру.

Дії 1 – 7 являють собою узагальнену процедуру підготовки даних для

моніторингу дороги. Слід зазначити, що саме така процедура відповідно до

попередніх співвідношень 2.17 – 2.19 є основою інтерактивної системи оцінки

стану дороги. Розглянемо це на прикладі ідентифікації геометричних

елементів дороги (план, поздовжній профіль). Фізично геометричні елементи

траси являють собою послідовність прямих вставок і кривих. При оцінці

геометричних елементів дороги, їх розмірів для прямих вставок визначаються

одні параметри, а для кривих – інші. Так, за планом траси для прямої вставки

необхідно виміряти її протяжність, а для кривої – радіус, кут, тангенс,

бісектрису, домер. Тому одним з перших завдань обробки цих даних є

47

визначення характеру ділянки дороги, знаходиться вона на прямій вставці або

кривій.

Введемо таку систему позначень: – виміряний азимут оцінюваної

ділянки дороги; 1 – виміряний азимут попередньої ділянки дороги; 1g –

ознака, що характеризує оцінювану ділянку таким чином:

1g

,якщо,0

,якщо,1

,якщо,1

(2.20)

де 1 ; – точність (розрізнення) вимірювання азимута.

Виразу (2.20) відповідає графічний опис, у якому 2g – ознака, що

характеризує попередню ділянку. Співвідношення значень 2g , 1g однозначно

визначає множина S (одинадцять) різних ситуацій si, що реєструються під час

руху транспортного засобу: S = {si }, i = 1, 11.

Множина ситуацій S є своєрідною лінгвістичною змінною з такими

термами:

1) поворот ліворуч (Л);

2) поворот праворуч (П);

3) пряма вставка (В);

4) початок повороту праворуч (ПП);

5) початок повороту ліворуч (ПЛ);

6) кінець повороту праворуч (КП);

7) кінець повороту ліворуч (КЛ);

8) початок вставки (ПВ);

9) кінець вставки (КВ);

10) початок ділянки (ПД);

11) кінець ділянки (КД).

Таким чином, згідно з (2.20) оцінка ділянки дороги або відповідає

ситуації, яку реєструє людина {Л, П, В, ПП, ПЛ, КП, КЛ, ПВ, КВ, ПД, КД},

48

або однозначно визначається трійкою виміряних значень азимуту –jJ

).1 ділянки (ддл ,

), ділянки (ддл ,

), , ,(

:

211

11

21

jJJ

jJJ

JJJfS

S

jj

jj

jjj

( 2.21)

Точність визначається розмірами елементарної ділянки. В окремому

випадку – це ділянка дороги протяжністю 100 м (пікет). Мінімальний розмір

елементарної ділянки – відстань між двома проведеними вимірюваннями j, j-

1 для розглянутих прикладів виконання вимірювань за допомогою пересувної

лабораторії – це відстань, на якій колесо базового автомобіля зробить n

обертів.

Аналітичний запис функціональної залежності f у вигляді звичайних

арифметико-алгебричних співвідношень виконати складно. Тож уявімо f в

табличній формі як рішення задачі ідентифікації ділянок дороги j і ситуації

– результатів оцінки S. Визначимо за співвідношеннями 2.17 – 2.21 процедуру

інтерактивної ідентифікації = {si }:

FOR I=1 TO 11

READ SI(I)

NEXT I

A1=A

INPUT "c, t ", C, T

FOR J=1 TO C

PRINT ""; J; : A1=A

INPUT ""; A

IF J=1 THEN A1=A: PRINT SI(10): Q2=6: GOTO END

B=A – A1

IF ABS(B)<T THEN Q1=3:GOTO NEXT

IF B>0 THEN Q1=1: GOTO NEXT

49

Q1=2

R=Q1+Q2

IF Ql=l THENQ2=0

IF Q1=2 THENQ2=3

IF Ql=3 THENQ2=6

PRINT ""; SI(R)

IF J=C THEN PRINT SI(11)

NEXT J

END.

Неважко помітити, що визначення терму, точніше його номера N

виконується таким чином: 21 QQN , де

Q1=

;0,3

;1,2

;1,1

1

1

1

g

g

g

якщо

якщо

якщo

Q2=

.gякщо,

;gякщо,

;gякщo,

z

z

z

06

13

10

(2.22)

Використання розрахунку (2.22) значно спрощує процедуру

ідентифікації {si}, якій відповідає система ідентифікації даних що наведена у

табл. 2.1, і сумісно з аналітичними співвідношеннями 2.20 – 2.21 є

аналітичним уявленням плану траси.

Таблиця 2.1 – Система позначень процедури ідентифікації

Ім’я Позначенн

я у тексті

Зміст Значення Примітка

min max

1 2 3 4 5 6

T ξ Точність

вимірюваних розмірів

геометричних

елементів

0,1 1

50

Продовження таблиці 2.1

2.4 Діагностична штучна нейронна мережа

Для визначення множини параметрів, які дозволяють виконати оцінку

автомобільної дороги, потрібен механізм її діагностування. Аналогом такого

механізму є штучна нейронна мережа. Як правило, відомі діагностуючі

нейронні мережі реалізують ідеї теорії класифікації, при цьому передбачається

наявність навчальної вибірки, тобто поява непередбачених «учителем» станів

може бути не розпізнана мережею. Проте нейронні мережі здатні

настроюватись як в режимі навчання, так і в режимі самонавчання. Це має

велике значення для вирішення задач моніторингу в транспортних системах.

Саме застосування для моніторингу методології нейронних мереж дозволяє

визначити його як інтелектуальний та відповідно інтерактивний моніторинг, у

розумінні, що визначено у роботах [120 – 123].

Відмінність нейронних мереж полягає у тому, що вони мають здатність

до навчання за набором прикладів, їх запам’ятовуванням, формуванням

асоціацій, відбудовою та відтворенням даних і знань, стійкі до збоїв та

перешкод, мають високу надійність. З інженерної точки зору штучні нейронні

1 2 3 4 5 6

Q1 G1 Ознака характеризує

оцінювану

ділянку дороги

-

-

g1 набуває

трьох

можливих

значень -1,

або 0, або +1

Q2 G1 Те ж для попередній

ділянки

- -

A A Азимут

ділянки

0

360

А1 а1 Азимут попередньої

ділянки

0

360

В Β Різниця азимутів

двох суміжних

ділянок

0

120

51

мережі – паралельно розподілені системи обробки інформації, утворені

простими обчислювальними вузлами, які мають здатність до накопичення

експериментальних знань. Вони мають апарат подання цих знань

користувачам у формі, яка є зручною для інтерпретації і прийняття

відповідних рішень.

Відмітною особливістю цих формувань є процедура навчання T. Вона є

послідовністю таких кроків або алгоритму T:

1) розрахунок результату;

2) порівняння з точним значенням;

3) вимірювання ваги;

4) оцінка результатів перетворювань до досягнення потрібного рівня

точності, інакше повторення кроків 1 – 3.

Формально процедура T виконується для системи

].),([)(

],),([)(

],),([)(

],),([)(

),(

ttcYtyy

ttfCtcc

ttxAtff

ttyTtww

txx

i

i

(2.23)

де xi – вхідний сигнал i = 1, 2,…, n;

wi – вага для входу i;

y – вихідний сигнал штучного нейрону;

f – результат активації, аналіз входу з урахуванням ваги;

с – оцінка функції активації для подання результату.

На рис. 2.2 наведено схематичне зображення елементарних складових

(штучних нейронів) відповідних штучних нейронних мереж.

Що стосується створення ШНМ, то вона буде, як правило,

багатошаровою, що пояснює рис. 2.3.

52

1 – вхідний оператор; 2 – функція активації; 3 – вихідний оператор

Рисунок 2.2 – Штучний нейрон (ШН)

Вхідний шар

Прихований шар

Вихідний шар

Рисунок 2.3 – Штучна нейронна мережа (трьох етапна)

Наведений спрощений опис діагностуючої нейронної мережі є час-

тковим випадком більш загального подання інтелектуального моні-

торингу у вигляді нейронної мета мережі, в якій взаємодіють як шари не тільки

окремих нейронів, а й відповідні діагностичні нейронні мережі [97, 122, 123].

Слід зазначити, що ми розглядаємо діагностуючу нейронну мережу

інструментальним засобом моніторингу стану дороги. Якщо розглянути

інформаційно-логічну модель (ІЛМ) дороги [53, 54] та встановити у

відповідність кожному параметру оцінки стану транспортної системи ШНМ,

то ми отримаємо повно зв’язну мережу відповідно до графічної схеми її опису

(рис. 2.4).

x1

x2

xn

1 3 2

w1

w2

wn

f c y

…

53

Рисунок 2.4 – Графічна інтерпретація зв’язків елементів ІЛМ стану дороги

Усі складові цієї графічної схеми mi (вузли 1 – 9) пов’язані, як це

притаманне у мережі Хопфільда. Вона є своєрідним аналогом зв’язків

елементів ІЛМ (табл. 2.2). Висновком оцінки складності зв’язків її кожного

елементу свідчать про найбільший вплив на прийняття рішень з утримання

дороги таких показників як: геометрія, швидкість, рівність і зчіпні якості.

Можна підтвердити, що аналогічний висновок випливає й з аналітичного

аналізу Di інформаційної логічної моделі (ІЛМ) взаємозв'язку цих параметрів

{dі} [54 – 56]

,

iiji bD

(2.24)

де bіj = {1,0}, 1 – параметри зв'язані; 0 – параметри не зв'язані.

Таблиця 2.2 – ІЛМ оцінки транспортно-експлуатаційних якостей дорогі

Параметри / i / j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Dij

Безпека (1) 1 1 1 1 1 1 1 7

Надійність (2) 1 1 1 1 1 1 1 1 7

Видимість (3) 1 1 1 3

Швидкість (4) 1 1 1 1 1 1 1 1 8

1 2 3

4 5

7 8 9

6

54

Продовження таблиці 2.2

Вартість, витрати (5) 1 1 1 1 1 5

Пропускна здатність (6) 1 1 1 1 1 1 6

Геометрія (7) 1 1 1 1 1 1 1 7

Рівність (8) 1 1 1 1 1 1 1 7

Зчеплення (9) 1 1 1 1 1 1 1 7

Наведена оцінка відповідає табл. 2.2, у якій кількісно характеризується

взаємозв'язок основних параметрів розглянутої системи. На основі цієї оцінки

необхідно визначити вимірювання таких первинних параметрів: геометрії

дороги, її рівності, зчіпних якостей, реальної швидкості руху відповідного

автомобілю або транспортного потоку.

Загалом кожному параметру оцінки якості автомобільної дороги

відповідає складова (вузол 1 – 9) такої своєрідної спеціалізованої ШНМ.

Кожний вузол – рекурентна діагностуюча нейронна мережа. Можна

стверджувати, що така інтерпретація ІЛМ – інтелектуальна модель

інтерактивного моніторингу дороги. ШНМ є досить ефективним апаратом для

моделювання складних процесів і мають універсальні апроксимуючі

властивості, що робить доцільним їх застосування для рішення задач

моніторингу, діагностування, прогнозування. Перевагою таких ШНМ є їхня

здатність до навчання, в процесі якого синапатичні ваги мережі настроюються

за допомогою того або іншого адаптивного алгоритму.

В основу ШНМ, що розроблена для інтерактивного моніторингу доріг,

покладено не конкретну реалізацію цього додатку, а підхід, методологію

використання основних положень з створення діагностуючої ШНМ для

розпізнавання стану технічних систем. Реальна реалізація цієї ШНМ її

архітектура, такі складові як процедура навчання, функції активізації нейронів

отримані на основі інтуїтивного вибору, як це прийнято у ряді практичних

досліджень з застосування ШНМ у технічних системах [122, 123]. Вона на

основі механізму адаптації та самонавчання в автоматичному режимі враховує

55

постійні зміни середовища руху транспортних засобів, опосередковано оцінює

первинні характеристики поверхні дороги, узагальнює отриману інформацію

та звертає увагу дослідника на відхилення їх значень від нормативних

показників. На рис. 2.5 наведено її відповідну узагальнену архітектуру.

Реєстрація Нормалізація Оцінка

Опосередковане перетворення та узагальнення даних

Вхідний шар Прихований шар Вихідний шар

Рисунок 2.5 – Узагальнена архітектура ШНМ

Відповідна архітектура ШНМ являє собою три функціональних шари:

реєстрації (вхідний шар); нормалізації (прихований шар) та оцінки

узагальнення (вихідний шар). Цій схемі відповідає послідовність

структурних складових або дій з вимірювання, реєстрації, аналізу та обробки

первинних даних:

1) реєстрація – отримання значень даних сенсорного входу системи;

2) нормалізація отриманих даних – їх приведення до потрібної логічної

системи відліку;

3) визначення первинних характеристик дороги;

4) узагальнення даних, формування логічного висновку про вірогідність

реєстрованих первинних даних;

5) оцінка її експлуатаційного стану.

Архітектуру такої ШНМ можна уявити у вигляді структурної схеми, що

наведена на рис. 2.6.

56

B1

B2

B3

B4

П1

П2

П3

П4

O1

O2

O3

Y

Сен

сорн

а ч

асти

на

Логі

чн

ий

ви

хід

)()()()( tqtytxta iiii

Рисунок 2.6 – Структурна схема ШНМ

Реє

страц

ія

Нормалізація

Навчання-

адаптація

Ви

знач

енн

я п

ерви

нн

их

хар

акте

ри

сти

к

Оц

інка

стан

у

Уза

гальн

енн

я

Зворотні зв'язки

Сен

сорн

ий

вхід

Логі

чн

ий

ви

хід

(проп

ози

ції

)

Рисунок 2.7 – Послідовність перетворення даних ШНМ

Процедура перетворення даних (рис. 2.6) передбачає ланцюжок, який

працює у режимі навчання: калібрування – коректування – зміна значень

вагових коефіцієнтів сенсорного входу та процедур нормалізації розрахунку

первинних даних. Вузли ШНМ – окремі нейрони, які виконують реєстрацію

даних (В1 – В4), розрахунок первинних характеристик (П1 – П4),

опосередковані оцінки та узагальнення даних (О1 – О3, У). Перетворення

забезпечене зворотними зв’язками від сенсорного входу, логічного виходу до

кожного штучного нейрона цієї мережі.

Послідовність обробки даних відповідає функціональній схемі, що

57

наведено на рис. 2.7.

Процедура операторного перетворення передбачає отримання

результатів нормалізації )(tx j , розрахунку окремих параметрів )(tyi та

узагальненої оцінки )(tq

, ),( )(

, ),( )(

, ),( )(

StaXtx

StxYty

StyQtq

kj

ji

i

(2.25)

де )(tq – узагальнена характеристика дороги;

)(tyi – розрахунковий параметр середовища руху;

)(tx j – нормалізовані характеристики реєстрації даних.

Ця система являє собою своєрідний інтерактивний дорожній тестер

(ІДТ). Він дозволяє оцінити рівність, зчіпні якості дороги, швидкість

пересування спостерігача по дорозі. Для прив’язки значень показників, що

реєструються та обчислюються, до координат на дорозі ІДТ використовує дані

GPS-приймача. ІТД складається з вимірювальної частини, системи реєстрації

даних та забезпечує ведення електронного архіву і можливість передачі даних

до дорожнього ситуаційного центру. Перетворення первинних даних (вузли

ШНМ О1- О3, У) виконується згідно з процедурою та методами, які викладені

в авторських довідках [102 – 105], патентах [107 –110] та корисній моделі, у

якій наведено метод та спосіб оцінки поверхні дороги [9].

ІДТ являє собою дорожній інформаційно-комунікаційний центр (ІКЦ),

який вимірює прискорення, швидкість руху, його напрям, нормує отриману

параметричну інформацію і виконує її змістовне визначення. Комп’ютеризація

цього інформаційного процесу передбачає надання великого інформаційного

ресурсу для виконання складних перетворень первинних даних. Тому для

створення мобільного ІКЦ, який є дійсним дорожнім тестером, необхідно

задіяти не автономну обчислювальну систему, а мати розподілений

58

обчислювальний ресурс. Окремим рішенням є створення єдиного ланцюжка –

від окремого автомобілю до дорожнього ситуаційного центру. Обладнання

автомобілів запропонованими ШНМ, які можуть працювати автономне,

дозволить реалізувати ідею своєрідної автомобільної матриці. Автомобілі що

обладнані такими ШНМ, можуть бути постійним джерелом інформації про

стан автомобільних доріг. Така інформаційно-комунікаційна технологія (ІКТ)

огляду автомобільних доріг базується на дворівневій автомобільній

інформаційно-комунікаційній системі, яка містить інформаційно-

комунікаційний центр, що вбудовано до автомобілю та дорожній портал в

інформаційному середовищі Internet.

Первинним системи є реєстрація, отримання параметричної інформації.

Вона випереджає нормування, приведення даних до єдиної логічної системи

відліку, рекурсивної процедури прийняття рішень з оцінки за результатами

структурного, семантичного та прагматичного аналізу. Практична реалізація

передбачає розробку інтерактивної системи реєстрації, накопичення та

узагальнення даних про оперативну ситуацію і середовище дорожнього руху

як лінійної системи з постійними параметрами. Простим рішенням її

створення, отримання достатнього комп’ютерного ресурсу є застосування не

локальних автономних систем а використання можливостей Інтернет,

створення ІКТ огляду автомобільної дороги.

Спостереження передбачає досвід фахівця, який відмічає, координує

хід оперативної діагностики. Це є синергетична система, у якій поєднано

технічну та ергономічну складові. Застосування нечіткої логіки, зіставлення

розуміння людини і технічних оцінок вирішується задача автоматизації та

алгоритмізації інформаційного процесу, створення інтерактивного

дорожнього тестеру. Доведено кількість значень – термів лінгвістичних

змінних для розробки алгоритмів узагальнення результатів огляду дороги.

59

РОЗДІЛ 3

КОМП'ЮТЕРНА СИСТЕМА РЕЄСТРАЦІЇ УМОВ

ДОРОЖНЬОГО РУХУ

3.1 Моделювання WEB системи отримання дорожніх даних

Розглянемо порівняно універсальну систему отримання дорожніх даних

про умови дорожнього руху. Інтерактивний характер такого спостереження

дорожніх даних передбачає активну участь людини та її інтерактивну

взаємодію з серверною та клієнтською частинами програмно-апаратного

комплексу у реальному часі. Ці частини відповідної клієнт-серверної

технології є компактним інструментальним засобом системи інтерактивного

моніторингу умов дорожнього руху. Мобільність та компактність клієнтської

частини цієї системи дозволяє її використати у салоні автомобілю

безпосередньо у процесі огляду обраного маршруту руху. Доведемо

можливість її створення із готових комп’ютерних застосувань.

Така система є своєрідною фізичною імітаційною моделлю-прототипом

WEB системи реєстрації дорожніх даних - автомобільного ІКЦ у складі:

портативний бортовий дорожній комп’ютер; комп’ютерна система реєстрації

динаміки руху автомобіля; навігаційна система; відеокамера, що забезпечує

відбиття відео зображення дорожнього середовища; система аудіо запису

коментарів – результатів візуальної оцінки дорожньої ситуації в процесі огляду

дороги. Вона на відміну від реальної системи забезпечує роботу тільки ІКЦ та

особи, що виконує огляд дороги без урахування зв’язку з транспортним

порталом, без можливості отримання комп’ютерного ресурсу ІКТ. Саме

комунікаційна частина цієї ІКТ являє собою зв'язок з супутниковою системою

незалежного визначення місця розташування спостерігача дорожньої ситуації

– приймача GPS-сигналів Garmin , відповідно визначення прив’язки до місця

спостерігання дорожньої ситуації та виконання необхідних результатів

вимірювань і оцінки стану дороги.

60

Результати вимірювань відбивають рівність, зчіпні якості покриття

дороги та транспортну ситуацію (поточна оцінка середовища руху).

Вимірювання рівності та зчіпних якостей покриття автомобільних доріг

виконується опосередкованими методами. На рис. 3.1 наведено зовнішній

вигляд окремих складових – модулів такого комплексу технічних засобів

інтерактивного моніторингу для будь-якого автомобіля, обладнаного

експериментальним зразком цієї системи [9, 88 – 93].

1 – зовнішній вигляд транспортного засобу, на який встановлено обладнання;

2 – комп’ютерна система моніторингу дороги з приймачем GPS-сигналів

Garmin та периферійного обладнання з реєстрації динаміки руху

транспортного засобу; 3 – плата периферійного обладнання ; 4 – відбиття

телеметричних даних на екрані бортового дорожнього комп’ютеру.

Рисунок 3.1 – Технічні засоби комп’ютерного дорожньої ситуації

Крім вимірювальних каналів рівності та зчіпних якостей покриття

автомобільної дороги, до складу такого експериментального обчислювального

комплексу оцінки якості покриття автомобільної дороги (ЕОК ОЯП) на

відміну від попередньої реалізації прототипу [92] входить відеокамера, що

1 2

3 4

4

61

забезпечує відбиття відео зображення дорожнього середовища, аудіо запису

результатів оцінки спостерігачем (оператором-дослідником) стану дороги.

Прив’язка результатів оцінки стану автомобільних доріг до місця

розташування автомобілю, що відповідає поточному відліку, здійснюється з

урахуванням зміни його швидкості під час вимірювань. Процеси реєстрації

відповідних даних та їх синхронізація здійснюються за допомогою

супутникової системи глобального позиціювання Garmin (приймач GPS-

сигналів, що з’єднаний з бортовим портативним комп’ютером). Моніторинг

дороги виконується протягом реверсивного проїзду ділянок. Одночасно

спостерігач візуально аналізує стан покриття та дорожнього середовища.

Прив’язка реєстрованих даних до точки реєстрації здійснювалася шляхом

визначення моменту часу і координат за приймачем GPS-сигналів. Реєстрація

даних у прямому та зворотному напрямках виконується з швидкістю, що не

перевищила 85 км/год.

Слід відмітити, що такий моніторинг дороги за допомогою системи дає

лише приблизну попередню оцінку поверхні дороги і є засобом своєрідного

модельного уявлення сукупності властивостей ділянки дороги, що

досліджується. Однак накопичення результатів такого мультимедійного

уявлення дорожнього середовища руху транспортних засобів спрямовано на

диференціальне порівняння отриманих реальних дорожніх даних на

подальший розвиток дорожніх ситуацій, які пов’язані з сезонними змінами

стану дороги, переходом від весняно – літнього – осіннього до зимового

періоду утримання автомобільної дороги, що раніше розглядалося на прикладі

табличного уявлення зміни зчіпних якостей поверхні дороги у залежності від

зміни її стану та швидкості автомобілю згідно довідника [42].

На рис. 3.2 наведено зовнішній вигляд салону легкового автомобіля,

обладнаного супутниковим приймачем GPS-сигналів, відеокамерою зі

спеціальним штативом, простою WEB-камерою та обчислювальним

комплексом (LAN-мережею) на базі портативного комп'ютера. Такий

порівняно простий набір пристроїв та приладів дозволяє виконувати

62

безперервний моніторинг автомобільної дороги, записувати на електронні

носії інформацію про стан дорожнього середовища. На рис. 3.3 та 3.4

відображено зовнішній вигляд цієї периферійної апаратури –

експериментального обчислювального комплексу оцінки якості покриття

(ЕОК ОЯП)

Рисунок 3.2 – Салон автомобіля, обладнаного ЕОК ОЯП

Рисунок 3.3 – Автомобільна супутникова антена

63

Рисунок 3.4 – Приймач GPS – сигналів

Слід зазначити, що на ділянках, стан яких є незадовільний або близький

до незадовільного, необхідно зупинятися чи зменшувати швидкість руху для

більш ретельного візуального аналізу стану дорожнього середовища.

Результатом такої реєстрації є електронний аудіо файл даних, який є

результатом роботи стандартної комп’ютерної системи перетворення

аналогових сигналів мовного введення. Цей файл підлягає подальшій

формалізації у табличному вигляді для визначення таких даних:

1) прив’язка:

а) умовний кілометр;

б) відстань;

в) поточний час;

2) швидкість;

3) експертна оцінка: якісний аналіз поверхні за сприйняттям експерту.

Далі (розділ 3.3) буде наведено інформацію, яка є результатом

відеоспостереження і була зареєстрована у вигляді аудіо та відео файлів.

Основним у реєстрації даних, які надходять від супутникової системи

GPS, є їх застосування для об’єднання відео та аудіо інформації, даних про

динаміку руху автомобілю, що задіяний у моніторингу. Це завдання і задача

визначення місця розташування та відповідної точки траси були вирішені

64

шляхом використання таких програмних комплексів як Visual GPS і GPS Map

Explorer. Відмітною особливістю цих програм є орієнтація на приймач GPS-

сигналів Garmin.

Visual GPS (програмне забезпечення, що вільно розповсюджується)

включає багато потужних особливостей професійних програм. Ця система

дозволяє подавати у графічній формі дані у форматі NMEA 0183 та оцінювати

точність даних, що реєструються за допомогою GPS-приймача. На рис. 3.5

наведено вихідну форму програми, що відбиває напрям траси, висотні

відмітки та умови реєстрації даних, кількість супутників.

Рисунок 3.5 – Вихідна форма Visual GPS

Вимоги системи Visual GPS до апаратного забезпечення:

1) GPS-приймач із виходом RS-232 і протоколом NMEA 0183;

2) операційна система Windows-7;

3) процесор х486 100 MHz або старше;

4) графічна карта з дозволом SVGA 800х600;

5) 16 Мбайт оперативної пам'яті;

65

6) 6 Мбайт на жорсткому диску.

Visual GPS розшифровує такі NMEA 0183 повідомлення:

1. GPGGA – Global Positioning System Fix Data;

2. GPGSA – GNSS DOP and Active Satellites;

3. GPGSV – GNSS Satellitesin View.

Завантажити вільну копію програми Visual GPS можна за посиланням в

Інтернет. Ця програма є попереднім засобом прив’язки інформації до плану

траси, яка базується на системі GPS Map Explorer. Прив’язка даних до

конкретної точки дороги базується на GPS Map Explorer програмі, яка

дозволяє визначити напрям траси на карті. Це проста, але потужна програма,

що може працювати з GPS-приймачами Garmin. Основне призначення

програми – виконання перегляду й аналізу даних про курс (tracklogs),

прокладений приймачем навігаційних сигналів.

Особливості програми полягають у можливості перегляду на екрані

комп'ютера курсу (track), контрольних точок на маршруті (waypoints) і

безпосередньо маршрутів (routes) з можливістю масштабування (zoomable

map-view). Можливе використання своїх сканованих карт у середовищі GPS

Map Explorer (фоновий рисунок у форматі gif/jpg). Програма дозволяє

завантажувати дані про курс, точки й маршрут безпосередньо з більшості

приймачів Garmin GPS, а також передавати ці дані до приймача. Підтримка

імпорт/експорт інформації здійснюється в розповсюджених картографічних

системах: Map Source, Ozi, Gardown та G7ToWin. Також підтримується формат

файлів NMEA. Підтримується пошук файлів (plt, mps, gdb, txt, gmx, gd) з

курсом біля певної позиції, зі здатністю обмежити пошук певним напрямком і

швидкістю (частина інструмента Waypointtool).

Зручність використання програми забезпечується можливістю

визначення швидкості і місцезнаходження в обраний час, вказуючи точку на

плані траси. На плані траси можуть відображатися дані, прийняті від декількох

GPS-приймачів, які працювали одночасно. У цьому випадку для кожного

креслення буде обраний певний колір.

66

Програма дозволяє в режимі реального часу переглянути на екрані рух

по пройденому маршруту (відображається рух курсора (positionindicator) по

траєкторії руху). Можна також вибрати більшу швидкість перегляду,

переглядати дані одометра (odometer), лічильника пройденої відстані (trip-

counter), часу, що пройшов з початку шляху (elapsedtime), і секундоміра

(stopwatch). Можливо вказати на курсі точку початку відліку (zero-time/zero-

distance), а також прокладати свій маршрут та експортувати його в GPS-

приймач.

Рисунок 3.6 – Вихідна форма GPS Map Explorer

На рис. 3.6 наведено результат обробки даних цією системою з

визначенням плану траси та графіків швидкості, які дозволяють виконати

опосередковану оцінку траси.

Підключившись до GPS-приймача, можна спостерігати свою поточну

позицію (програма підтримує формат передачі даних NMEA, Garmins

«Textout» і «Garmin/Garmin»). Додатково до курсу та карт відображаються

графіки швидкості, висоти й похибки (EPE).

67

Для заключної обробки даних, що надходять до системи у форматі

NMEA, застосовано програму Geo Conv, розроблену Eino Uikkanen. Вона

призначена для виконання перетворень (конвертування) між різними

форматами файлів з даними про координати. Це програмне забезпечення

можна використовувати для фільтрації координат у файлах з маршрутами

моніторингу й для перетворення даних про пройдений шлях (track) у маршрут

спостереження (routes). Geo Conv спроектований для використання тільки в

пакетному режимі. Geo Conv читає вхідний файл, робить необхідні

перетворення й фільтрацію та записує результат у вихідний файл.

Користувачеві потрібно задати назви файлу введення та файлу виведення, а

також указати формати цих файлів (параметри INFILE, OUTFILE, INFORM і

OUTFORM), і потім виконати програму. Автор використав її для перетворення

вхідних даних в електронну таблицю Exell, у якій достатньо вільно можна

обробляти дані для подальшого використання та оцінки результатів

моніторингу.

Такий супутниковий комплекс інтерактивного моніторингу та

оперативної діагностики автомобільної дороги практично дозволяє

спостерігачу-досліднику виконувати збір та реєстрацію даних про стан

автомобільної дороги та передбачає:

1) вимірювання рівності та зчіпних якостей покриття автомобільних

доріг;

2) індикацію результатів вимірювань у масштабі реального часу;

3) формування електронного архіву даних вимірювань;

4) можливість перегляду ретроспективної інформації;

5) можливість керування процесом вимірювань;

6) автоматичний контроль справності технічних засобів реєстрації

даних.

Таким чином, використання програм Visual GPS, GPS Map Explorer, Geo

Conv є програмним комплексом, який дозволяє порівняно просто без

додаткових витрат на програмування оригінального комплексу

68

інтерактивного моніторингу та оперативної діагностики автомобільної

дороги, виконати комп’ютерне перетворення сигналів GPS-приймача в

електронну таблицю, яка відповідає точним вимірюванням часу реєстрації

даних, відстані, швидкості та в цілому просторово-часовому визначенню

спостереження за станом автомобільної дороги.

3.2 Реєстрація телематичної інформації

Інтерактивне спостереження за станом автомобільної дороги базується

на поєднанні трьох складових ЕОК ОЯП. По-перше, реєструються швидкість

та прискорення автомобіля за допомогою зовнішньої системи визначення

місцезнаходження у просторі і часі, по-друге, ведеться неперервна відео

зйомка за допомогою відеокамери (WEB-камери) або цифрового фотоапарата.

Третя складова системи – запис коментарів спостерігача (оператора,

досвідченого фахівця-дорожника, який сприймає конкретну ситуацію на

дорозі).

Саме інтерактивний характер системи передбачає використання досвіду

спостерігача, який відмічає обстановку на дорозі та координує хід

експерименту. Таким чином, ми маємо синергетичну систему, у якій поєднано

технічну та ергономічну складові. Людина-оператор стає своєрідним

продовженням обчислювального комплексу та активно втручається до

автоматизованого знімання даних про рух автомобіля, що задіяний у процесі

огляду. Основним у такій системі є узагальнення обстановки на дорозі,

візуальна оцінка її стану. Слід відмітити, що водій-оператор, який знаходиться

за кермом автомобіля, порівняно суб’єктивно сприймає стан ділянки дороги,

відповідного пікету, що аналізується. Однак саме такий суб’єктивізм несе

корисну інформацію, що дозволяє прийняти правильне рішення щодо дійсного

стану відповідної ділянки. Розглянемо, як поєднувати дії людини з власне

телематичними системами та, насамперед, із системою технічного зору, згідно

застосуванню готових проектних рішень [124, 125].

69

Системи технічного зору низького рівня призначені для обробки

інформації з давачів відчуття. Ці системи можна віднести до класу

"інтелектуальних" машин, якщо вони мають ознаки інтелектуальної

поведінки:

- можливість виділення істотної інформації з безлічі незалежних ознак;

- здатність до навчання на прикладах та узагальнення цих знань з метою

їхнього застосування в нових ситуаціях;

- можливість відновлення подій за неповною інформацією;

- здатність визначати цілі та формулювати плани для їх досягнення.

Створення систем технічного зору з такими властивостями для

обмежених видів робочого простору в принципі можливе, але характеристики

таких систем далекі від можливостей людського зору. В основі технічного

зору лежить аналітична формалізація, спрямована на рішення конкретних

задач. Машини із сенсорними характеристиками, близькими до можливостей

людини, очевидно, з'являться ще не скоро.

Системи технічного зору середнього рівня пов'язані із задачами

сегментації, опису і розпізнавання окремих об'єктів. Ці задачі охоплюють

безліч підходів, основаних на аналітичних поданнях. Системи технічного зору

високого рівня вирішують проблеми, розглянуті вище. Для більш ясного

розуміння проблем технічного зору високого рівня і його зв'язку з технічним

зором низького і середнього рівнів введемо ряд обмежень і спростимо

розв'язувану задачу.

Сегментацією називається процес підрозділу сцени на складові частини

або об'єкти. Сегментація є одним з основних елементів роботи

автоматизованої системи технічного зору, тому що саме на цій стадії обробки

об'єкти виділяються зі сцени для подальшого розпізнавання й аналізу.

Алгоритми сегментації, як правило, ґрунтуються на двох фундаментальних

принципах: розривності та подібності. У першому випадку основний підхід

ґрунтується на визначенні контурів, а в другому – на визначенні граничного

рівня і розширенні області. Ці поняття застосовні як до статичних, так і до

70

динамічних (залежних від часу) сцен. В останньому випадку рух може

служити могутнім засобом для поліпшення роботи алгоритмів сегментації.

У системах технічного зору проблемою опису називається виділення

властивостей (деталей) об'єкта з метою розпізнавання. В ідеальному випадку

дескриптори не повинні залежати від розмірів, розташування й орієнтації

об'єкта, але повинні містити достатню кількість інформації для надійної

ідентифікації об'єктів. Опис є основним результатом при конструюванні

систем технічного зору в тому розумінні, що дескриптори повинні впливати

не тільки на складність алгоритмів розпізнавання, але також і на їхню роботу.

Власне кажучи, зір є тривимірним, тому в основі розробки

багатофункціональних систем технічного зору, придатних для роботи в різних

середовищах, лежить процес обробки інформації про тривимірні сцени. Хоча

дослідження в цій сфері мають достатню за часом історію, такі фактори, як

вартість, швидкість і складність - гальмують впровадження обробки

тривимірної зорової інформації в промислових додатках.

Можливі три основні форми подання інформації про тривимірну сцену.

Якщо застосовуються давачі, що вимірюють відстань, то ми одержуємо

координати (х, у, z) точок поверхонь об'єктів. Застосування пристроїв, що

створюють стереозображення, дає тривимірні координати, а також

інформацію про освітленість у кожній точці. У цьому випадку кожна точка

подається функцією f (х, у, z), де значення останньої в точці з координатами (х,

у, z) дають значення інтенсивності в цій точці. Нарешті, можна

установити тривимірні зв'язки на основі одного двовимірного образу сцени,

тобто можна виводити зв'язки між об'єктами, такі як «над», «за», «перед».

Оскільки точне тривимірне розташування точок сцени зазвичай не може бути

обчислене на основі одного зображення, зв'язки, отримані за допомогою цього

виду аналізу, іноді відносяться до так званої 2,5 – вимірної інформації.

Один з найбільш простих підходів для сегментації й опису тривимірних

структур за допомогою координат точок (х, у, z) полягає у розбивці сцени на

невеликі плоскі «ділянки» з їх наступним об'єднанням у більш великі елементи

71

поверхні за певним критерієм. Цей метод особливо зручний для ідентифікації

багатогранних об'єктів, поверхні яких досить гладкі відносно роздільної

здатності.

Після того як був визначений набір поверхонь і контурів, що

розташовуються між ними, остаточний опис сцени може бути отриманий

шляхом розмітки ліній, що відповідають контурам, і з'єднань, що ці контури

утворюють. Далі наведено загальні рекомендації щодо реалізації простої

схеми реєстрації та обробки відповідних даних.

X – кут падіння оптичної осі відеокамери до горизонту; L – поле зору

(глибина) по горизонталі (у напрямку руху); H – поле зору по вертикалі

Рисунок 3.7 – Схема установки відеокамери

На рис. 3.7 зображено використану схему установки відеокамери для

системи оцінки дорожнього покриття.

Типовий кут падіння повинен дорівнювати 40 градусам, щоб автомобіль,

який їде спереду, не загороджував зображення дороги.

У системах комп'ютерного зору використовується кут падіння від 20 до

30 градусів (значення до 45 градусів також можливе).

72

Крім того, є ще два обмеження: кути відхилення оптичної осі камери від

фронтальної позиції не повинні перевищувати 45 градусів, перекіс зображення

повинен бути в межах до ±10 градусів.

Результати відеоспостереження повинні бути оцифровані та приведені

до вигляду, у якому їх можна проглядати за допомогою звичайного

комп’ютера або програвача CD та DVD-дисків при проведенні камеральних

робіт та у разі потреби ретроспективного аналізу стану відповідної ділянки

автомобільної дороги.

Рисунок 3.8 – Результати відео спостереження

На екрані монітора ЕОК ОЯП відбивається відео зображення (фон) та

схема траси з прив’язкою до часу та місця реєстрації даних (рис. 3.8).

Робота з відеоматеріалами не відрізняється від звичайного

використання мультимедійних носіїв. Саме цифрована інформація

відеоспостереження за станом автомобільної дороги буде займати не більше

одного звичайного DVD-диска.

Поряд з роботою користувача системи з обробки даних безпосередньо

підготовка ЕОК ОЯП пов’язана з організацією інтерфейсу її складових:

73

системи відеоспостереження, навігаційної системи визначення розташування

спостерігача, його прив’язки до місця реєстрації даних про стан автомобільної

дороги. Визначимо особливості роботи з таким інтерфейсом – термінальною

програмою RS232 Pro.

Відмінною особливістю запропонованого моніторингу є застосування

промислових стандартних модулів супутникової системи визначення місця

розташування рухомих об’єктів, відеоспостереження, що безпосередньо

поєднані з бортовими портативними комп’ютерами по інтерфейсу RS-232. Для

організації цього зв’язку застосовано програму RS232 Pro (рис. 3.10).

Спостерігач може настроїти СОМ-порт, якщо йому це необхідно. Після старту

програма відразу відкриває СОМ-порт і переводиться в режим очікування.

При одержанні послідовності байт (далі пакета) дані приймаються й

виводяться на екран. Спостерігач може вказати програмі, яким чином

визначати кінець пакета. Він може визначатися або за тайм-аутом, або за

прийомом символу #13, що досить корисно при роботі з ASCІІ – рядками. Дані

відображаються в основному вікні програми в одному з таких форматів:

ASCII, HEX, DEC.

Спостерігач може не тільки приймати, але й передавати дані,

використовуючи RS232 Pro. Для цього передбачені два режими: передача

даних з командного рядка (в ASCІІ) та передача збережених пакетів, створених

з використанням убудованого візуального редактора.

Програма RS232 Pro підтримує циклічну передачу пакетів. Для цього

необхідно перед передачею пакета відзначити пункт «Через кожні ____ мс» на

панелі інструментів. Будь-який запит буде циклічно повторюватися через

зазначену кількість мс. Для того щоб зупинити опитування, необхідно зняти

оцінку пункту «Через кожні ____ мс» або натиснути кнопку «Стоп». RS232

Pro може функціонувати як застосування клієнта, що обробляє запити серверу,

яким може бути ваша програма (рис. 3.9). Використання цієї функції

дозволяє організувати: передачу даних, прийнятих по послідовному каналу

додатка-сервера; керування пакетами, створеними візуальним конструктором.

74

Рисунок 3.9 – Вікно програми RS232 Pro

Рисунок 3.10 – Робоче вікно програми

Тобто спостерігач може повністю контролювати роботу RS232 Pro

(приймати й передавати дані) зі свого додатка. Таким чином, у розробника

75

відпадає необхідність писати програму, що працює із СОМ-портом. Досить

поставити програму RS232 Pro в автозапуск та обмінюватися з нею командами

і даними. На рис. 3.10 наведено робоче вікно програми.

Спостерігач може сам сконструювати будь-яку послідовність байт для її

подальшого відправлення через СОМ-порт. Можна настроїти параметри

з'єднання для кожного пакета індивідуально. При передачі пакетів з різними

настроюваннями СОМ-порт буде переналаштовано автоматично. Довжина

протоколу обмежена 255 байтами. Значення будь-якого байту пакета може

бути або задане явно, або передаватися додатком-сервером. Усього доступно

2 типи даних для кожного байту пакета: число (0 – 255) та зовнішній тип даних.

Для зручності спостерігача передбачене введення рядка з розбивкою по

байту рядка пакету. Для деяких завдань буває необхідно контролювати

цілісність пакету за допомогою контрольної суми. Механізмом контролю

цілісності пакета не завжди є саме «контрольна сума». Програма RS232 Pro

підтримує режим, у якому можливе додавання в пакет контрольної суми,

розрахованої за різними алгоритмами.

Це програмне забезпечення є необхідним інструментарієм для роботи із

СОМ-портом. Це й зручна термінальна програма, і потужний візуальний

конструктор протоколів передачі даних, і система збору й обробки інформації.

Більше того, управління програмою можливе не тільки вручну, але й через

Інтернет. Для зручності роботи можна застосувати різний колір для

визначення прийнятих/переданих даних і службових повідомлень.

Проведенню моніторингу ділянки автомобільної дороги передбачено

калібрування відповідних приладів та пристроїв, а саме:

– підготовка бортової портативної ЕОМ для реєстрації та синхронізації

процесу реєстрації даних про стан автомобільної дороги в умовах

спостереження;

– монтаж ЕОК ОЯП, давача прискорень, інтерфейсної плати, давача

швидкості та супутникової системи прийому GPS – сигналів Garmin;

76

– проведення експериментальних досліджень, необхідних для

калібрування ЕОК ОЯП;

– визначення дійсних значень характеристик ЕОК ОЯП.

Як було визначено вище, система має вимірювальні канали (ВК) для

визначення швидкості, рівності покриття та коефіцієнта зчеплення коліс

автомобіля з покриттям дороги. Модифікація системи, що застосована для

моніторингу дороги М 04 Знам'янка – Луганськ – Ізварине, км 653 + 158 – 734

+ 420, км 743 + 300 – 811 + 800, підлягала перевірці на відповідність отримання

правильних даних з цих ВК на всій довжині ділянок, що спостерігалися. Для

цього в умовах ХНАДУ було доопрацьовано систему з метою її спрощення та

відповідного підвищення ефективності роботи.

По-перше, виконувалися проїзди по попередньо визначеній ділянці

дороги, що мала довжину більше ніж 10 км. По-друге, для визначення точності

реєстрації даних було обрано контрольну ділянку дороги, що атестована за

допомогою сертифікованих приладів з вимірювання рівності та зчіпних

якостей автомобільної дороги. Ділянка обрана на вулиці Пушкінській

(Харків). Довжина ділянки становить 1 км. Початком ділянки (репером) – є

бетонний стовп лінії електропередачі за першими сірими воротами цвинтаря

по вул. Пушкінській, навпроти АЗС (за перехрестям вулиці Весніна (спуск

Весніна) – вул. Пушкінська). Перші ворота праворуч по ходу руху від

перехрестя вул. Весніна – вул. Пушкінська. Кінець ділянки є репер - ворота

в'їзду, що знаходиться біля будівлі факультету мехатроніки ХНАДУ.

Для оцінки якості покриття контрольної ділянки використано пристрій

ТЕД-2м, що пройшов метрологічні випробування, та портативний прилад для

вимірювання коефіцієнта зчеплення ППК – ВНИИ БД МАДИ (№ 910586).

Калібрування вимірювальних каналів було виконано у таких умовах:

– температура оточуючого повітря – 0 ˚С;

– відносна вологість повітря та атмосферний тиск – в межах норми;

– напруга бортової мережі живлення – 12 В.

У табл. 3.1, 3.2 наведено результати оцінки .

77

Таблиця 3.1 – Оцінка контрольної ділянки ( рівність)

№

проїзду

Від До Рівність,

см/км км +(м) Км +(м)

1 2 3 4 5 6

1 0 0 1 0 167

2 0 0 1 0 167

3 0 0 1 0 166

4 0 0 1 0 166

5 0 0 1 0 168

6 0 0 1 0 167

7 0 0 1 0 168

8 0 0 1 0 168

9 0 0 1 0 166

10 0 0 1 0 167

Середнє значення 167

Таблиця 3.2 – Оцінка контрольної ділянки (зчеплення)

Від До Коефіцієнт

зчеплення км +(м) Км +(м)

1 2 3 4 5

0 0 0 100 0,28

0 100 0 200 0,28

0 200 0 300 0,35

0 300 0 400 0,32

0 400 0 500 0,34

0 500 0 600 0,35

0 600 0 700 0,36

0 700 0 800 0,38

0 800 0 900 0,35

0 900 1 0 0,29

Середнє значення 0,33

Далі у табл. 3.3 наведено результати контрольних проїздів.

78

Таблиця 3.3 – Результати контрольних проїздів

Проїзд

по

ділянц

і

дороги

Швидкіст

ь проїзду

ділянки

(км/год)

Назва вимірювального каналу

Коефіцієнт

зчеплення Рівність дороги Швидкість

рез

ульта

ти

ви

мір

юван

ь

абсо

лю

тна

похи

бка

від

носн

а

похи

бка

рез

ульта

ти

ви

мір

юван

ь

абсо

лю

тна

похи

бка

від

носн

а

похи

бка

рез

ульта

ти

ви

мір

юван

ь

абсо

лю

тна

похи

бка

від

носн

а

похи

бка

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1 45 0,34 0,01 3 171 4 2 46 1 2

2 40 0,34 0,01 3 164 3 2 39 1 3

3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

4 42 0,31 0,01 3 163 4 2 41 1 2

5 43 0,34 0,01 3 168 1 1 42 1 2

6 41 0,31 0,01 3 170 3 2 44 2 2

7 43 0,33 0,00 3 170 3 2 41 2 4

8 48 0,34 0,01 3 165 2 1 47 1 2

9 41 0,33 0,00 0 164 3 2 42 1 2

10 42 0,33 0,00 0 170 3 2 41 1 2

11 46 0,34 0.01 3 171 4 2 47 1 2

Основна зведена

похибка 3,6 2,8 4,8

Узагальнена оцінка ділянки дороги: контрольна ділянка дороги по

вулиці Пушкінській, дані контрольного моніторингу якої наведені вище.

Характеристики атестованої ділянки дороги згідно з оцінкою поточного

стану:

– довжина ділянки (м): 1000 ± 1;

– коефіцієнт зчеплення: 0,33 ± 0,05;

– рівність дороги (см/км): 167 ± 1.

79

3.3 Оцінка дорожніх ситуацій

Реєстрація даних у прямому та зворотному напрямках виконується із

середньою швидкістю до 85 км/год. Безпосередньо спостерігач-дослідник

координує свою роботу с водієм. WEB-камера ЕОК ОЯП виконує в

автоматичному режимі зйомку обстановки руху. Паралельно проводиться

візуальна оцінка стану покриття та дорожнього середовища у цілому,

прив’язку реєстрованих даних до точки реєстрації шляхом заміру моменту

часу і координат за приймачем GPS-сигналів. Результати спостережень

записують у комп’ютер у вигляді аудіо та відео файлів.

Перелік параметрів, які загалом відповідають якісним результатам

виконаного безперервного моніторингу, має такий вигляд: 1) умовний

кілометр; 2) відстань; 3) поточний час; 4) швидкість; 5) експертна оцінка.

Водій коментує ситуацію на дорозі, а оператор стежить за роботою

апаратури. На екрані дисплея бортової ЕОМ відображаються робочі процеси

моніторингу з чотирьох діючих систем у 4-х вікнах. Зверху видно динаміку

отримання аудіо сигналу. У лівому нижньому вікні – відео картинка

результату роботи WEB-камери. У правій частині екрана угорі відображається

план траси, внизу – графічна інтерпретація плану траси.

У табл. 3.4 наведено приклад форми, яка складається безпосередньо за

результатами аналізу стану автомобільної дороги. Слід зазначити, що саме

реєстрація цих даних виконується шляхом аудіо запису коментарів обставин

проїзду.

Дані, які зареєстровані у вигляді табл. 3.4 синхронізуються з

характеристиками, що отримані з супутникового приймача Garmin у такому

вигляді (табл. 3.5).

80

Таблиця 3.4 – Фрагмент робочого протоколу моніторингу ділянки

автомобільної дороги М-04 Знам'янка – Луганськ – Ізварине (час реєстрації та

коментар спостерігача)

Час

реєстрації

Коментар оператора

1 2

Початок

руху

22.08.2010 р. Ділянка автомобільної дорога М-04 Знам'янка –

Луганськ – Ізварине. Початок моніторингу ділянки дороги, околиця

м. Донецька, км 446, від знака «Початок населеного пункту «ПІСКИ»,

км 446+496, до межі Дніпропетровської області. Рухаємось по

населеному пункту «ПІСКИ».

01: 04-01:17 Км 446 + 470. Набираємо швидкість. Швидкість 50 км/г. Осьова й

крайова розмітки оновлені.

01: 21-01:38 Під час зупинки, км 445 + 550, вимірювалась температура дорожнього

покриття. Дорожнє покриття – чистий асфальтобетон без поверхневої

обробки, температура становить 39,6 – 39,8 ºС.

01: 40-01:42 Рухаємось по населеному пункту «Піски».

01: 45-01:53 Дві смуги руху, розмітка оновлена, почався дрібний дощ.

01: 58-02:02 Покриття дорожнього одягу у доброму стані.

02: 10-02:11 Примикання з правої сторони, км 443 + 200, є попереджувальні

дорожні знаки про примикання.

02: 14-02:17 Пішохідний перехід, розмітка є – зебра.

02: 24-02:33 Кінець другої смуги. Дві смуги руху – одна вперед, інша назад.

02: 38-02:52 Швидкість руху 65 км/г. Автопавільйон, є зупинкова кишеня,

гальмова й розгінна смуги. Автопавільйон «Піски».

03: 16-03:30 На укосі ростуть дерева й чагарник. Не дотримуються вимоги з

безпеки руху за ДСТУ.

03: 39-03:44 Попереджувальний знак «Поворот ліворуч».

03: 47-03:50 Кінець населеного пункту Піски.

03: 54-03:59 Км – 443 - й кілометровий стовпчик.

04: 04-04:15 Додаткова смуга ліворуч, з правої сторони примикання.

Спостерігалося осідання, яке ліквідували.

04: 19-04:32 Розмітка оновлена, суцільна осьова, суцільна крайова.

Попереджувальний знак «Поворот праворуч».

04: 37-04:42 Км 442 + 185. Початок населеного пункту «Первомайськ».

04: 50-04:56 Розмітка оновлена, покриття дорожнього одягу в доброму стані.

04: 58-05:03 Якщо зрівняти рівності експерта з приладом – буде відмінно.

05: 23-05:58 Пройдено 4 км 300 м 14:10, рухаємося населеним пунктом

«Первомайськ». Покриття дорожнього одягу у доброму стані, місцями

спостерігаються дрібні тріщини. Ями і лущення не спостерігаються,

розмітка оновлена.

06: 07-06:11 Швидкість руху 60 км/год за спідометром.

06: 46-07:29 Км 439 + 650Наприкінці населеного пункту «Первомайськ» під час

моніторингу дороги відбувається відеозйомка і вимірюються

параметри за GPS-приймачем.

81

Таблиця 3.5 – Дані приймача Garmin

На рис. 3.11 наведено відповідний вид екрана у робочому режимі

проведення моніторингу. Ці дані відбиваються у графічному вигляді засобами

системи просторово-часової орієнтації процесу моніторингу (рис. 3.12).

Рисунок 3.11 – Робоче вікно моніторингу

Основним засобом обробки даних, що зареєстровані системою, є

використання електронної таблиці Microsoft Excel. Це дозволяє формувати

базу даних вимірювань, проводити дослідження з даними експериментів, а

також будувати графіки результатів досліджень. Для цього розроблені

Час Широта,

град

Довгота,

град

Висота над

еліпсоїдом,

м

Висота

над

геоїдом, м

Швидкість,

км/год

16:41:34 48.364 36.811 126.10 106.00 0.00

16:41:36 48.364 36.811 126.10 106.00 0.00

16:41:38 48.364 36.811 126.00 105.90 0.00

16:41:40 48.364 36.811 125.90 105.80 0.40

16:41:42 48.364 36.811 125.80 105.70 0.33

16:41:44 48.364 36.811 125.60 105.50 0.00

16:41:46 48.364 36.811 125.50 105.40 0.33

16:41:48 48.364 36.811 125.30 105.20 0.33

82

макроси (програма на мові Visual Basic for Application, які вбудовані у

Microsoft Office).

Ця програма зберігається у файлі Converter.xls та повинна бути відкрита

у вигляді електронної таблиці перед виконанням обробки даних. Converter.xls

– додає у панель інструментів Excel кнопку – "Обробка даних". Після першого

завантаження Converter.xls можна більше не викликати цей файл, тому що він

буде автоматично завантажуватися після натискання на кнопку «Обробка

даних».

Рисунок 3.12 – Фрагмент результатів просторово-часової орієнтації

моніторингу

83

Рисунок 3.13 – Фрагмент проміжної скороченої форми даних

Рисунок 3.14 – Фрагмент розгорнутої форми даних

84

Рисунок 3.15 – Фрагмент узагальненої форми даних

Для розгорнутої форми даних ЕОК ОЯП Converter.xls формує зручний

вигляд таблиць (рис. 3.13, 3.14). Макрос виконує обчислення рівності та

зчіпних якостей автомобільної дороги, після чого можна побудувати

відповідні графіки (рис. 3.15).

3.4 Інтерфейс користувача

Перевага використання макросів Excel полягає у тому, що спостерігач

може повністю змінити алгоритм обробки даних та автоматизувати

формування вихідної форми в залежності від індивідуальних потреб. А

використання драйверів доступу до баз даних, що входять до складу

операційної системи – ODBC (Open Data base Connectivity), дозволяє

розробити зручний механізм ведення розподіленої бази даних.

Для поширення застосування ЕОК ОЯП на промисловому рівні

додатково розроблено програмне забезпечення XADIAppN4 та розширено

можливості Converter.exe, що буде розглянуто нижче. На рис. 3.16 наведено

зовнішній вигляд вікна програми XADIAppN4.exe.

85

Рисунок 3.16 – Фрагмент програми XADIAppN4

Слід зазначити, що до складу експериментального зразка ЕОК ОЯП не

входить операційна система Windows фірми Microsoft та офісні додатки цієї

фірми, а також інше програмне забезпечення, крім програм, що розроблені у

цієї роботі.

За їх допомогою обчислюються параметри, що відбивають якість

покриття автомобільних доріг. Для запису бінарного файлу у формі, придатній

для роботи програми XADIAppN4.exe, використовується розширення файлу –

*.data, що формується програмою Converter.exe. Це звичайний текстовий

файл, який можна редагувати у текстовому процесорі.

XADIAppN4.exe працює у середовищі операційної системи Windows та

має зручний інтерфейс користувача, який є стандартним для програмного

забезпечення цієї операційної системи. Це робить зручним та швидким

вивчення роботи XADIAppN4.exe. Так, команди меню «Файл» дозволяють

відкрити та вивести на друк результати вимірювань і розрахунків. Команди

86

меню «Вид» дозволяють керувати виглядом програми, наприклад, сховати чи

вивести панель інструментів. Спостерігач може вказувати інтервал

розрахунку: 100 м або 1 км. Кнопка «Змінити» дозволяє встановити параметри

покриття та погодні умови, що були на момент вимірювань.

Програма XADIAppN4.exe має файл ініціалізації – myparams.ini, де за

допомогою звичайного текстового редактора можна задавати коефіцієнти

калібрування системи, які використовуються при розрахунках рівності та

зчіпних якостей.

Також програма Converter.exe дозволяє формувати файл, що

використовується програмою WinEP.exe – Engineering Plotterfor Windows

(http://www.trucksim.com/winep.html), яка розроблена Mechanical Simulation

Corporation, The Universityof Michigan Transportation Research Institute

(UMTRI). Для цього формується файл з розширенням – *.erd. Зазначимо, що

Win EP, наприклад, входить до такої системи, як Road Ruf (аналіз профілю

доріг), що також є розробкою The Universityof Michigan Transportation Research

Institute (UMTRI).

WinEP.exe використовується безпосередньо для відбиття графіків,

параметрів, що зареєстровані, та виконує фільтрацію вхідних даних.

Інтерфейс системи передбачає можливість моделювання зміни стану

покриття ділянки дороги. Наприклад, коли попередній моніторинг було

проведено для оцінки зчіпних якостей сухої дороги, то не треба виконувати

знову моніторинг для мокрої дороги. Достатньо у режимі навчання обрати

оцінку – мокра дорога. Попередні дані будуть перераховані в результат

розрахунку і відповідатимуть заданої дорожньої ситуації – мокра дорога.

Таким чином, інтерактивна оцінка та оперативна діагностика дороги

базується на поєднанні трьох складових: реєструються швидкість та

прискорення автомобіля за допомогою телематичної зовнішньої системи,

визначення місця знаходження у просторі і часі; ведеться неперервна

відеозйомка за допомогою відеокамери (WEB-камери) або цифрового

фотоапарату; запис коментарів спостерігача – фахівця-дорожника.

87

Інтерактивний характер спостереження дорожніх даних визначає

активну участь людини і роботу відповідного програмно-апаратного

комплексу у реальному часі. Фахівець повинен мати мобільну, компактну

систему з оцінки стану поверхні покриття дороги. Доведено можливість

створення такої системи із готових комп’ютерних застосувань. Інтеграція

готових комп’ютерних застосувань є створення імітаційної моделі –

прототипу своєрідної WEB огляду дороги. Вона забезпечує роботу тільки ІКЦ

та особи, що виконує огляд дороги. Саме комунікаційна частина ІКТ являє

собою зв'язок з супутниковою системою – приймача GPS-сигналів Garmin з

визначення прив’язки до місця спостереження результатів вимірювань і

оцінки дороги.

Таке створення та фізичне імітаційне моделювання системи реєстрації,

накопичення та узагальнення даних про оперативну ситуацію і середовище

дорожнього руху на основі готових комп’ютерних застосувань дозволили

застосувати опосередковані оцінки з рівності та зчіпних якостей поверхні

покриття доріг. За своєю структурою система має можливість моделювання

зміни у часі стану покриття ділянки дороги. Достатньо у режимі навчання

обрати нову оцінку поверхні дороги і попередні дані будуть перераховані та

відповідатимуть новим поточним умовам. Працює механізм прогнозування

зміни стану дорожнього середовища.

88

РОЗДІЛ 4

WEB РІШЕННЯ НА АВТОМОБІЛЬНОМУ ТРАНСПОРТІ

4.1 Нова технологія та сервіс WEB рішень

Розглянемо як можна організувати огляд автомобільної дороги із

застосуванням ІДТ (ІКЦ-ІКТ) для маршрутизації будь-якого трансферу.

Інтерактивна оцінка та оперативна діагностика автомобільних доріг у

дорожній організації виконується в умовах роботи існуючих експлуатаційних

підрозділів обласної служби автомобільних доріг (РАД або ДЕД).

Впровадження має метою автоматизації їх роботи з урахуванням відповідних

правил та визначень [126 –128].

Паралельне впровадження в існуючої організації нової технології WEB

рішень з огляду доріг потребує послідовного занурення системи, що

пропонується, з мінімальними матеріальними та фінансовими втратами. Слід

визначати своєрідний перехідний період від існуючої системи огляду дороги

до інтерактивної оцінки, моніторингу дорожньої мережі. Тому припустимо

початкове дублювання нових та старих методів та інструментальних засобів

[129 – 134]. Такий промисловий підхід впровадження також потребує і чіткого

слідування відповідним нормативам та вказівкам згідно попереднього досвіду

аналогічних успішних розробок [135 – 136]. Також потрібна особлива увага до

навчання та перепідготовки персоналу, осіб, які будуть виконувати огляд доріг

з використанням ІКТ, займатися підтримкою її роботоспроможною.

Розроблена система WEB рішень є своєрідним дорожнім тестером - ІДТ

(ІКЦ-ІКТ). Вона відноситься до класу інформаційних систем [137 – 140]. Тому

загалом це передбачає впровадження сервісу WEB-рішень нової технології

інформаційних систем огляду автомобільних доріг, що передбачає виконання

наступних шести етапів [141]:

– планування впровадження;

– аналіз операцій;

– дизайн системи;

89

– придбання програмно-апаратних засобів та підготовка до переходу на

нову технологію;

– перехід на нову технологію;

– експлуатація та супроводження.

Визначимо відповідні цілі, завдання та характеристики етапів

впровадження в умовах дорожньої організації. Безумовно їх зміст залежить від

рівня організації (районного, обласного, регіонального, РАД, ДЕП), самої

дороги, що є об’єктом утримання (міжнародна, національна, регіональна,

територіальна чи місцева). Розглянемо узагальнений рекомендаційний варіант

змісту етапів, цільового керівництва та робіт з впровадження ІДТ (ІКЦ-ІКТ).

Етап 1: планування впровадження. Цілі етапу: формування команди

впровадження та план-графіку виконання його завдань.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– оцінка діяльності дорожньої організації щодо утримання доріг,

прибирання з поверхні дороги, дрібного і аварійного ремонту та інше;

– прийняття рішень з обмеження та припинення руху;

– аналіз та оцінка змісту існуючого стану діагностичних робіт з огляду

доріг;

– визначення інфраструктури, очікуваних результатів та робочу групу

впровадження ІКТ;

– розподіл обов’язків між особами, які будуть виконувати огляд доріг з

використанням ІКТ;

– визначення поточних процесів щодо оцінки транспортно-

експлуатаційного стану доріг і облікові процедури результатів цієї оцінки;

– планування та створення графіку впровадження ІКТ.

Результати:

– загальний опис діагностичних робіт, що передують роботам з

утримання доріг;

– аналіз поточних бізнес-процесів;

– модель виконання огляду доріг та обліку його результатів;

90

– попередній концептуальний дизайн системи;

– навчання робочої групи впровадження (ознайомлення з

можливостями та змістом інтерактивної оцінки та оперативної діагностики

доріг);

– детальний план програми впровадження.

Етап 2: аналіз операцій. Цілі етапу: визначення особливостей прийняття

рішень з утримання доріг на підставі виконання діагностичних робіт з огляду

в умовах застосування ІКТ у дорожній організації.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– аналіз процесів з діагностуванню (моніторингу) та обліку стану доріг

в умовах застосування ІКТ;

– розподіл обов’язків між особами, які будуть виконувати огляд доріг з

використанням ІКТ;

– розробка інструктивних матеріалів з електронного обліку результатів

моніторингу доріг для кожної особи, що буде задіяна в ІКТ з огляду доріг;

– внесення змін і доповнень в існуючі обов’язки осіб, що пов’язані, як з

виконанням моніторингу доріг так і з прийняттям рішень щодо отриманих

результатів;

– розробка вимог до переходу на інтерактивну оцінку та оперативну

діагностику доріг для прийняття рішень з утримання.

Результати:

– затверджений розподіл обов’язків між особами, які будуть виконувати

огляд доріг з використанням ІКТ;

– аналіз реалізації, в умовах дорожньої організації, оцінки та

оперативного діагностування доріг для виконання робіт з утримання;

– аналіз достатності існуючої системи огляду доріг, базових

інструментальних засобів діагностування та його обліку для виконання робіт

з утримання доріг із використанням ІКТ та електронним обліком результатів

огляду доріг;

91

– вимоги до зміни або розширення функціональності існуючої системи

огляду доріг та обліку його результатів для переходу.

Етап 3: дизайн системи. Цілі етапу: перетворення існуючої системи

огляду доріг для підготовки рішень з утримання.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– уточнення та адаптація розподілу обов’язків між особами, які

виконують огляд доріг до використання ІКТ, включно з електронним обліком

результатів;

– уточнення та доробка інструктивних матеріалів, першої версії

робочих інструкцій з електронного обліку результатів моніторингу доріг для

кожної особи, що буде задіяна в ІКТ з огляду доріг;

– розробка та підготовка методичних матеріалів для навчання;

– технічне проектування системи;

– проектування архітектури програмно-апаратного забезпечення, вибір

варіанту прийнятого для дорожньої організації, кінцевих користувачів та

абонентів (осіб, що будуть задіяні в ІКТ з огляду доріг);

– проектування системи безпеки та визначення вимог до обладнання;

– підготовка інфраструктури тестування системи інтерактивної оцінки

та оперативної діагностики доріг.

Результати:

– план навчання кінцевих користувачів та абонентів;

– опис налаштування та внесення змін до діючої системи огляду доріг;

– опис архітектури програмно-апаратного забезпечення системи

інтерактивної оцінки і оперативної діагностики доріг та її інтеграції з

існуючими роботами по сезонному (зимовий період) утриманню доріг;

– опис тестування системи інтерактивної оцінки і оперативної

діагностики доріг та її інтеграції з існуючими роботами по сезонному (зимовий

період) утриманню доріг;

– план переходу на нову технологію.

92

Етап 4: придбання програмно-апаратних засобів та підготовка до

переходу на нову технологію. Цілі етапу: створення у дорожній організації

робочого варіанту системи інтерактивної оцінки і оперативної діагностики

доріг та її підготовка до експлуатацію.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– придбання обладнання ІКЦ кінцевих користувачів та абонентів

системи, визначення провайдера для розгортання дорожнього порталу

(створення інформаційного сайту);

– розробка інтерфейсів з існуючими комп’ютерними системами

дорожньої організації;

– розробка програм конвертації даних;

– тестування працездатності ІКТ, розгортання дорожнього порталу

(створення сайту) відповідно до вимог засобів конвертації даних інтерфейсів,

продуктивності системи;

– інсталяція робочої версії системи інтерактивної оцінки і оперативної

діагностики доріг у дорожній організації та тестування;

– розробка робочої документації для користувачів та технічної

підтримки системи інтерактивної оцінки і оперативної діагностики доріг.

Результати:

– встановлена робоча версія системи;

– налаштовані параметри системи;

– верифікація системи за результатами її тестування;

– робочі інструкції користувачів та абонентів;

– план переходу дорожньої організації на нову технологію.

Етап 5: перехід на нову технологію. Цілі етапу: запуск системи в

експлуатацію.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– підготовка робочого простору в системі;

– остаточне налаштування системи;

– організація підтримки системи;

93

– навчання кінцевих користувачів та абонентів;

– забезпечення нормальної роботи користувачів;

– визначення статусу готовності системи;

– перехід до експлуатації системи.

Результати:

– перші результати роботи з огляду доріг, що отримані із застосуванням

ІКТ;

– підготовлені користувачі;

– робоча система;

– інфраструктура підтримки системи.

Етап 6: Експлуатація та супроводження системи. Цілі етапу: підтримка

та розвиток системи.

Роботи, що виконуються (пакети робіт):

– початок експлуатації системи, вимірювання продуктивності;

– аудит та перевірка продуктивності системи;

– припинення використання старої системи;

– підтримка нової системи;

– визначення нових напрямків розвитку системи та інтеграції до

системи сезонного утримання автомобільних доріг.

Результати:

– працююча система;

– результати перевірки ефективності використання системи;

– рекомендації щодо подальшого розвитку системи.

94

4.2 Інтерактивна оцінка і оперативна діагностики умов дорожнього руху

Розглянемо інтерактивну оцінку і оперативну діагностику умов

дорожнього руху на прикладі робіт з утримання автомобільних доріг. Воні

полягають у систематичному догляді за дорогами та дорожніми спорудами з

метою забезпечення безперервного, безпечного і зручного проїзду по них

протягом всього року з установленою швидкістю та навантаженнями.

Забезпечується попередження або ліквідація результатів впливу на дороги і

дорожні споруди різноманітних природних факторів: опадів, поверхневих і

ґрунтових вод, вітру, температури і інше, а також на підтримку доріг у чистоті,

порядку і збереженні. У весняний, літній та осінній період, як правило,

здійснюються роботи, які пов’язані з доглядом і усуненням незначних

деформацій та руйнувань на проїзній частині, земляному полотні, елементах

облаштування і обстановки дороги. Оцінка якості автомобільних доріг

передбачає визначення допустимого, середнього та високого рівня утримання,

а виявлені дефекти та пошкодження дорожнього покриття негайної ліквідації

протягом 1 – 10 діб, в залежності від ступеня безпечності.

У зимовий період ситуація з утримання декілька складніша. Дорожньо-

експлуатаційними організаціями виконується очистка доріг від снігу, захист

від снігових заносів так і боротьба з зимовою слизькістю для забезпечення

безперебійного та безпечного руху на автомобільних дорогах у зимовий період

[126]. Систематичні спостереження потребують, крім звичайної уваги,

усунення деяких пошкоджень, виконання додаткових діагностичних робіт,

отримання метеорологічної інформації про стан доріг, зимову слизькість,

хуртовину, температуру повітря для аналізу та оптимізації рішень, щодо

організації як раціональних маршрутів дорожнього руху так і роботи дорожніх

машин з усунення снігових заносів та слизькості.

Інтерактивна оцінка та оперативна діагностика автомобільної дороги і є

змістом систематичного спостереження за її станом у зимовий період. У

звичайному ручному режимі такого спостереження особа, що виконує огляд

95

дороги складає відповідний акт, де наведені результати візуальної оцінки

дороги. Наприклад, такій фрагмент цього акту із зауваженнями: «… в

результаті перевірки ділянок автомобільних доріг загального користування

державного значення виявлені зауваження та дефекти щодо транспортно-

експлуатаційного стану автомобільних доріг, а саме:

Ділянка автомобільної дороги М03 Київ – Харків – Довжанський, км 395

+ 064 – км 646 + 200.

Дорожній одяг:

руйнування і пошкодження покриття:

- ямковість: км 403, км 404, км 408, км 427, км 432, км 435, км 436,

км 438, км 440, км 443, км 471, км 519, км 522, км 524, км 527, км 551, км 560,

км 571, км 574, км 577, км 578, км 580, км 582, км 586, км 588, км 591, км 602,

км 603, км 610, км 611, км 633, км 645, км 646;

- лущення: км 399, км 405, км 410, км 431, км 432, км 433, км 520, км

522, км 559, км 560, км 561, км 562, км 563, км 572, км 574, км 577, км 577, км

578, км 579, км 580, км 581, км 585, км 586, км 586, км 589, км 590, км 591, км

593, км 595, км 596, км 598, км 599, км 602, км 604, км 606, км 611, км 612, км

613, км 614, км 631, км 635, км 636, км 639, км 642, км 644;

- колійність: км 561, км 563, км 597, км 603;

- сітка тріщин: км 438, км 519, км 521, км 529, км 538, км 561, км 580,

км 593, км 598, км 615, км 634, км 637, км 644;

- поперечні тріщини: км 526, км 544, км 561, км 571, км 588, км 607, км

610;

якість утримання:

- залишки снігу на покритті: км 629, км 631;

- наявність снігу на розділювальній смузі: км 561, км 562, км 563, км 593,

км 594, км 595, км 596, км 597, км 598, км 599, км 600, км 601, км 602, км 603,

км 604, км 605;

- осьову розмітку не видно через наявність на дорожньому покритті

снігу: на ділянках км 395 – км 398, км 416 – км 422, км 424 – 429, км 452 – 458,

96

км 460 – км 462, км 467, км 472, км 472 – км 484, км 535 – км 540;

- крайову розмітку не видно через наявність на ній снігу: на всьому

протязі ділянки км 395 – км 646;

- недостатня кількість напрямних сигнальних стовпчиків перед та після

металевою бар’єрною огорожею: км 407, км 408, км 409, км 411, км 418,

км 419, км 420, км 421, км 423, км 426, км 430, км 431, км 440, км 441, км 443,

км 451, км 453, км 454, км 457, км 461, км 462, км 466, км 468, км 611;

- недостатня кількість напрямних сигнальних стовпчиків на з’їздах:

км 398, км 410, км 413, км 434, км 439, км 455, км 458, км 463, км 464, км 529,

км 577, км 620;

- відновити знак «Пішохідний перехід»: км 630;

- відсутній знак на примиканні 2.1 «Дати дорогу»: км 408, км 433, км 439,

км 444;

- неорганізований з’їзд: км 402;

облаштування автодороги:

- відсутня табличка з назвою на автопавільйоні: км 449, км 526.

На рис 4.1 та 4.2 наведено приклад відповідного електронного

документування цього акту і відповідні відео образи окремих ділянок дороги.

Відповідне електронне уявлення такого відео та текстової інформації легко

виконати звичайними засобами представленими слайдами Power Point

Microsoft Office.

Більш важким є прив’язка відео образів до місця реєстрації даних про

стан дороги, що достатньо просто реалізовано в ІКЦ – ІКТ модулями

просторово-часової орієнтації процесу моніторингу автомобільної дороги та

системою геопозиціонування дорожнього порталу. Комплексне рішення

використання цих модулів відповідає програмно-апаратній реалізації ІКТ

огляду автомобільних доріг за аналогією з інструментальними засобами

управління наземним транспортом великих міст та регіонів України, що було

розроблено у результаті фундаментальних досліджень з цієї тематики [57,58].

97

Рисунок 4.1 – Дорожні ділянки та рівень їх засніженості

Інтерактивність, взаємодія спостерігача з інструментальними засобами

візуалізації та оцінки якості поверхні дороги є відмінною властивістю цієї

технології. Розглянемо як слід її використати у виконанні діагностичних робіт

з утримання автомобільних доріг у зимовий період. Їх основою є систематичні

спостереження за транспортно-експлуатаційним станом доріг з урахуванням

дорожньо-метеорологічної інформації [95, 96, 126].

На рис. 4.2 наведено фрагмент відповідного слайд-фільму, який

дозволяє уявити не тільки засніженості, а і недоліки розмітки, стану покриття

та виявити інші зауваження щодо перешкод нормального автомобільного

руху.

98

Рисунок 4.2 – Фрагмент електронного документування результату огляду

ділянки автомобільної дороги

Учасниками цього спостереження, що займаються збором та обробкою

інформації є диспетчер та відповідальний черговий з зимового утримання

доріг, які готують поточні оперативні дані про ситуацію, стан доріг включно з

оцінкою ситуації, перш-за-все, відомостями про виконання всіх робіт на

ділянках дороги.

Актування

У результаті перевірки стану експлуатаційного зимового утримання автомо-

більної дороги М-03 Київ - Харків – Довжанський на ділянці (395 – 485

кілометр) виявлені наступні зауваження:

- засніжене узбіччя - на всій протяжності ділянки;

- покриття не достатньо очищене від снігу: км 423, км 440, км 448, км 451,

км 452, км 458,км 464, км467, км 468, км 471, км 475, км 478, км 483, км 484;

- покриття не достатньо оброблено протиожеледніми матеріалами: км 410,

км 417, км 419, км 420, км 436, км 438, км 444, км 447, км 456, км 457,

км 472

99

1) 2) 3)

4) 5) 6)

7) 8) 9)

1) поперечна тріщина, лущення покриття, колійність, напливи, засніжена

кромка проїзної частини; 2) розкриття тріщини, колійність, засніжена кромка

проїзної частини; 3) ямковість, лущення, засніженість узбіч; 4) повздовжні та

поперечні тріщини, сітка тріщин, лущення; 5) сітка тріщин, просадка,

поперечні тріщини; 6) вибоїна, колійність; 7) відсутність видимості осьової

розмітки, засніженість кромки проїзної частини; 8) сітка тріщин, просадка;

9) повздовжні та поперечні тріщини, сітка тріщин, просадка, колійність

Рисунок 4.3 – Електронна реєстрація дефектів на покритті та перешкод руху

На даний час така дорожня інформація реєструється в спеціальних

журналах. Відповідна дорожня служба пропонує, оцінює інформацію про

перешкоди руху та оптимізує рішення про виконання робіт з утримання

100

дороги у зимовий період. Безпосереднім виконавцем є дорожня патрульна

служба (ДПС), ланка або бригада.

На рис.4.4 наведено функціональну схему інформаційно-комунікаційної

технології взаємодії учасників систематичних спостережень за станом дороги

у зимовий період.

Спеціалізована організація

Спеціальне обстеження (ПДЛ)

Дорожній Інтернет-портал

Огляд дороги, виконавець

Поточний

Періодичний

Сезонний

Виконроб

Керівник

Комісія Доро

жн

я орга

ніз

ація

Систематичні спостереження за експлуатаційним станом автомобільних доріг

Учасники дорожнього

руху

Користувачі доріг

Дорожньо-патрульна служба

Усунення негативного впливу середовища руху на зміну транспортно-експлуатаційного стану автомобільної дороги за принципом

першочергового вибору ділянок з найбільшою швидкістю їх руйнування

Рисунок 4.4 – Взаємодії учасників систематичних спостережень

Слід визначити інтеграційний та синергетичний характер такої

взаємодії. Її інтерактивність передбачає множинне (1 : m) взаємодію, а кожний

спостерігач може як приймати інформацію так і бути її джерелом. Це визначає

синергетичну самоорганізацію процесу інтерактивної оцінки та оперативної

діагностики транспортно-експлуатаційного стану автомобільних доріг. Для

організації систематичних спостережень не періодичної, а постійної оцінки

дорожньої ситуації, саме огляд дороги є запорукою своєчасного виявлення

негативного впливу середовища до змін транспортно-експлуатаційного стану

автомобільних доріг. Технологія його виконання дозволяє як виконробами,

101

керівниками, комісіями так і таким широким загалом, що передбачає активну

участь, перш за все, ДПС, усіх учасників дорожнього руху, користувачів доріг

і потребує мати відповідні інструментальні засоби ІКТ.

В основу ІКТ, що розроблена в результаті дослідження проблеми

застосування інтерактивної оцінки та оперативної діагностики автомобільних

доріг покладено методологію переходу від звичайного системного до

синергетичного підходу використання усіх складових мехатроніки,

телематики та синергетики у дорожній галузі, саме в утриманні доріг. Це є

спеціалізована система, яка на основі механізму адаптації та самонавчання в

автоматичному режимі враховує постійні зміни середовища руху

транспортних засобів, опосередковано оцінює первинні характеристики

поверхні дороги, узагальнює отриману інформацію та звертає увагу

дослідника на відхилення їх значень від нормативних показників. Вона є

своєрідним дорожнім тестером-пробником (інтерактивним дорожнім тестером

– ІДТ), відмінною характеристикою якого є можливість його застосування як

інструментального засобу осіб, що організовують та виконують огляд доріг.

ІДТ має множинне уявлення та застосування. Він є як пристроєм, так і

розподіленою телематичною системою технології огляду дороги.

Компактність, використання цього інструментального засобу, що сприяє

проведенню огляду із застосуванням будь-якого автомобілю, дорожній

машині дозволяють провести необхідні, для утримання ділянки або доріг у

цілому, діагностичні роботи. Дані передаються до дорожнього порталу, що є

технічною складовою дорожнього ситуаційного центру (можливо і

віртуального), обчислювальні потужності якого основані на гетерогенних

комп’ютерних системах дорожніх організацій як частиною інформаційного

простору Internet.

На рис. 4.5 наведено структурно-функціональну схему програмно-

апаратного комплексу ІКЦ – ІКТ огляду автомобільних доріг, що і є таким ІДТ.

102

Дорожній ІКЦ

Рисунок 4.5 – ІДТ - Структурно-функціональна схема дорожнього порталу

Інформаційно-

комунікаційний

центр

Реєстрація

даних

Управління

процесом

реєстрації даних

Прив'язка даних

до певної точки

Взаємодія із

дорожнім порталом

Архівування та

передача даних

Визначення часу і

місця розташування

Оцінка динамічних

властивостей АТЗ

Оцінка стану

покриття

Відеоспостереження

Віддалений

користувач і (або)

дорожня машина з

ІКЦ (надання

даних та взаємодію

із дорожнім

Віддалений

користувач

(робота із

дорожнім

порталом)

1 … Дорожній Internet-

портал

Набір Web 2.0

сервісів

Взаємодія з

іншими сервісами

та сайтами

Збереження та

обробка даних

Ведення бази даних

Обробка

результатів

вимірювання

Перегляд

ретроперспективних

даних

Дорожній портал

103

Схемо технічне рішення з створення необхідного дорожнього ІКЦ та

дорожнього порталу досліджувалися в умовах СПКБ «МЕХАТРОНІКА

ХНАДУ» для підтвердження їх фізичної реалізації в убудованих дорожніх

застосуваннях. На рис. 4.6 наведено прототип дослідного зразка дорожнього

ІКЦ, який є основною частиною ІДТ.

Рисунок 4.6 – Прототип дорожнього ІКЦ (дослідний зразок)

Доведено, що такі дорожні ІКЦ-ІКТ настільки універсальні, що можуть

бути повторені в умовах будь-якого звичайного експериментального

виробництва [59]. Дослідна експлуатація дорожнього порталу Харківського

національного автомобільно-дорожнього університету (ХНАДУ) у 2013 та

2014 роках показала його достатню технічну надійність і можливість його

стійкої роботи протягом як літнього так і осіннього - зимового-весняного

періоду утримання автомобільних доріг. Це довело вірність вибору як

конфігурації дорожнього порталу, так і його фізичної реалізації. В умовах

ХНАДУ було розгорнуто зразок дорожнього порталу, функціональна схема

якого наведена на рис. 4.7. На рис 4.8 наведено зовнішній вигляд та основні

характеристики серверу випробуваного дорожнього порталу ХНАДУ, а в

додатках акт про його експериментальне розгортання та використання.

104

Рисунок 4.7 –

Рисунок 4.7 – Функціональна схема дорожнього порталу

Інформаційна складова

порталу

Система геопозицювання

дорожнього порталу

Об

меж

ени

й д

ост

уп

за

ум

ово

ю а

вто

ри

зац

ії

кор

ист

увач

а

Віл

ьни

й д

ост

уп

до

рес

ур

сів

пор

талу

Відбиття актуальних

новин, розпоряджень,

нормативних вказівок

Вирішення рекомендацій

щодо застосування

програмного забезпечення

ІКЦ

Надання відомостей про

апаратну реалізацію ІКЦ

Моніторинг поверхні

дороги, отримання аудіо та

відео файлів

спостереження

Перегляд ретроспективної

інформації спостереження

дороги

Додавання/видалення

користувача порталу,

спостерігача

105

Рисунок 4.8 – Фізична реалізація серверної частини дорожнього порталу

Слід визначити універсальність пропонованих рішень з створення ІДТ

(дорожніх ІКЦ-ІКТ). Основна властивість цієї розподіленої телематичної

дорожньої системи полягає у багатоваріантному створенні, а саме її

інтерактивної частини, як спеціального мобільного приладу або як мобільному

застосування для смартфону, планшетного комп’ютеру. На рис.4.9 показано

як в салоні автомобілю працює віддалений користувач – учасник дорожнього

руху.

Рисунок 4.9 – Робота з дорожнім порталом віддаленого користувача

Сервер

на базі процесору INTELXeonE3-1240, мат. плата INTELS1200BTLR, мод. пам’яті 8GbDDR3 х 4, накопичувач HDD1Tb х 3, опт.пристрiй DVD-RW, корпус серверний 2UCSVUNI (400Вт)

операційна система

DebianLinux / ProxmoxVE

(застосування системи OpenVZ), віртуальні машини на базі TurnKeyLinux

106

Дорожній портал можна розгорнути на базі реально існуючого серверу

дорожнього ситуаційного центру, як визначено вище, або віртуального центру

з використанням послуг будь-якого Internet-провайдера.

Розглянемо таку систему, що пройшла у Харківському національному

автомобільно-дорожньому університеті відповідну перевірку та

експериментальні випробування. Саме дорожній портал має таке призначення

в системі огляду доріг у зимовий період: отримання та обробка автомобільної

телематичної інформації, забезпечення комп’ютерним ресурсом за

технологією WEB-2 мобільних віддалених користувачів (учасників руху,

користувачів доріг), відображання на карті (Googlemap) прив'язку інформації

про стан ділянок автомобільних доріг (пікет, кілометр), відомості про рівність,

відео сканування (фото). Відбиває результати обробки даних ділянки дороги,

що оцінюються по 4-х бальній оцінці (добре – зелене поле, задовільно – жовте

поле, незадовільно – червоне поле, погано – коричневе поле). На вимогу

віддаленого користувача представляється мовний супровід дорожньої ситуації

– результат інтерактивної оцінки дороги учасником дорожнього руху,

дорожньо-патрульною службою (ДПС).

У складі розподіленої системи дорожнього порталу є декілька мобільних

застосувань: мобільне дорожнє застосування; мобільний дорожній сканер;

інтерактивний дорожній тестер (ІДТ) та інформаційно-комунікаційний центр

(ІКЦ) як внутрішній автомобільний телематичний комплекс - автоматичний

спостерігач дорожньої ситуації. Мобільне дорожнє застосування (МДЗ) має

таке призначення: доступ до дорожнього порталу віддаленого користувача

дороги, учасника дорожнього руху для отримання поточної та

ретроспективної інформації про дорожні ситуації, якості дороги.

Мобільне дорожнє застосування (МДЗ) має таку конфігурацію:

смартфон, планшетний комп’ютер, комунікаційні засоби - ІКЦ (рис. 4.10, рис.

4.11).

107

Рисунок 4.10 – Автомобільний планшетний комп’ютер та варіанти оцінки

дороги

Рисунок 4.11 – Спеціальні комунікаційні пристрої для зв’язку з Internet

Мобільний дорожній сканер (МДС) має таку конфігурацію: GPS-

приймач, WEB-камера, мікропроцесорний модуль управління рухом

дорожнього сканера та передача даних до дорожнього порталу,

маршрутизатор, плата Ethernet. Призначення МДС: автоматизація огляду

дороги, оцінка дорожньої поверхні, безперервна реєстрації та посилка відео

даних до дорожнього порталу мережі Інтернет з прив’язкою до дорожньої

ситуації і місця розташування спостерігача, використання смартфону або

108

планшетнику для управління відео скануванням дороги.

На рис. 4.12 наведено відбиття реєстрації візуального уявлення дороги

із застосуванням відкритої системи позиціонування Open GPS - прототипу

інтерактивної оцінки умов руху, отримання відео та фото інформації про стан

дороги, накопичення та ретроспективний аналіз візуального образу

середовища руху експертом за допомогою МДС.

Рисунок 4.12 – Фрагменти відбиття реєстрації МДС візуального уявлення

дороги

Можна визначити, що усі мобільні застосування дорожнього порталу у

цілому являють собою інформаційно-комунікаційний комплекс (ІКК) ІКТ

огляду дороги у зимовий період. Варіювання його складу забезпечує

інтерактивність як на рівні 1 : m, так і m : m, де m є кількісна оцінка міцності

множини {застосування, віддалені користувачі, учасники руху}. Коли

інтерактивність зміняється від 1 : m до m : m, усі працюють у реальному часі

online. Коли зменшується до 1 : m - система працює тільки на формування бази

даних порталу.

109

4.3 Ефективність застосування інтерактивної оцінки автомобільних

доріг

Інтерактивна оцінка та оперативна діагностика експлуатаційного стану

автомобільних доріг забезпечує реєстрацію, оцінку, накопичення та

узагальнення даних про оперативну ситуацію і середовище дорожнього руху.

ІКТ огляду дороги є інструментальним засобом такої оцінки. Розглянемо її

фізичну реалізацію як інтерактивний моніторинг автомобільних доріг з

цільовою настановою на економію ресурсів, що потрібні для утримання доріг

дорожньо-експлуатаційними організаціями. Для цього візьмемо математичну

модель рішення задачі відновлення властивостей автомобільних доріг [132].

Саме відновлення є основним завданням утримання автомобільної дороги у

широкому розумінні.

Відновлення ґрунтується на твердженні, що ефективність вибору

відповідної ділянки автомобільної дороги, яка підлягає відбудові,

визначається за ваговими функціями t

rW i

i

, у jt – момент ухвалення

рішення про відновлення i-ї ділянки. Для простої лінійної залежності

0tt

rW

j

ii

, де 0 , ttrr

jtti – момент часу, який відповідає необхідному

рівню значень параметрів, що визначають властивості транспортної системи

в залежності від стану множини її складових, індексованих за i. Для

відновлення властивостей аналізованого об'єкта в момент часу t потрібне

виділення ресурсів ri(t). Якщо справедливо tRtrn

ii

1

, де R(t) – загальний

обсяг ресурсів, який потрібно направити на відновлення властивостей дороги,

то проблеми вибору не існує: ремонтуються (відновлюються) усі ділянки. У

протилежному випадку (на даний час реальному) tRtrn

ii

1

, потрібно

вирішити задачу вибору відповідно до такої системи умов:

110

n

iii

n

iii

tra

tVtra

1

1

max,)(

);()(

де ai = (0,1) – індикаторна функція процедури вибору відповідної

ділянки дороги.

Припустимо, що ресурси ri, необхідні для відновлення об'єктів, і часі

інтервали Ti формуються випадковим чином. Нехай ri змінюється від 1 до 10,

а Ti – від 1 до 5. Приймемо, що ці параметри є безрозмірними величинами. Для

оцінки ефективності Е можна здійснити вибір об'єктів відновлення, Оцінка

ефективності зводиться до порівняння варіантів вибору об'єктів з урахуванням

упорядкування (убування значень за Wi) і без його урахування.

Реалізація алгоритму, який визначимо як алгоритм відновлення,

зводиться до вибору черговості усунення негативного впливу середовища

руху до зміни транспортно-експлуатаційного стану ділянок автомобільної

дороги або будь-якої іншої ланки транспортної системи.

Моделювання проводилося з урахуванням різних варіантів визначення

ri і Ti шляхом завдання різних законів розподілу ймовірності їхніх значень. На

підставі цих результатів можна зробити висновок, що раціонально

обґрунтоване прийняття рішень про вибір переліку об'єктів, які підлягають

відновленню, забезпечує ефективне виділення ресурсів при V, рівному 40 –

70 % наявності необхідного обсягу для відновлення властивостей системи в

цілому.

Під ефективністю розуміється економія витрат матеріальних, трудових,

грошових ресурсів. На рис. 4.13, 4.14 наведено результати моделювання, що

попередньо виконувалися у Харківському національному автомобільно-

дорожньому університеті (ХНАДУ).

111

Рисунок 4.13 – Результати моделювання (рівномірний закон розподілу ri, Ti)

Рисунок 4.14 – Результати моделювання (нормальний закон розподілу

ri, Ti

Імітаційне моделювання ефективності впровадження ІКТ для

моніторингу транспортно-експлуатаційного стану автомобільних доріг

показали, що у будь-якому випадку економія становить не менше 10 – 15 %

від загального обсягу діагностичних робіт дорожньої організації. Вона може

перевищувати 50 % для різних законів розподілу.

Розглянемо згідно нормативних документів, наприклад [23, 24]

попередніх досліджень з комп’ютеризації дорожньої галузі [31, 32], сучасного

аналізу застосування інформаційно-комунікаційних технологій для рішення

задач утримання автомобільних доріг [59, 61] та сучасної практики

застосування Cloud Computing [144] що дає застосування ІКТ для огляду

Еф

екти

вн

ість

, Е

Е

фек

тивн

ість

, Е

Обсяг, V

Обсяг, V

112

автомобільних доріг існуючим методам та інструментальним засобам [145,

146]. Найбільш повною є оцінка відповідних результатів такого

впровадження у РАД та ДЕД по прямому і непрямому (опосередкованому)

економічному ефекту [128]. Прямий – це економічний ефект, який пов'язаний

тільки з вивільненням робітників, управлінського персоналу від

некваліфікованих ручних операцій з обробки результатів виконання

діагностичних робіт. Непрямий – це економічний ефект, який пов'язаний з

якісною стороною впровадження, розкриттям внутрішніх резервів у районних

автодорожніх дільницях та дорожніх експлуатаційних підрозділах, де

використається удосконалений метод інтерактивної оцінки та оперативної

діагностики експлуатаційного стану автомобільних доріг.

Пряма економічна ефективність Эr, як правило, приводиться до року:

Е𝑟 = (𝑆1 + 𝐸𝐻𝐾1) − (𝑆2 + 𝐸𝐻𝐾2) (4.1)

де 𝑆1 та 𝑆2 – собівартість обробки річного обсягу управлінської

інформації відповідно в ручному і автоматизованому варіанті

управління;

𝐾1 та 𝐾2 – капітальні витрати для забезпечення цієї обробки відповідно

за варіантами;

𝐸𝐻 – коефіцієнт, який ураховує можливий та потрібний час окупності

капітальних витрат.

Ефективність системи в цілому складається з ефективності вирішення

окремих завдань. Для оцінки ефективності удосконаленого методу

інтерактивної оцінки та оперативної діагностики експлуатаційного стану

автомобільних доріг, що 𝐾1 = 0 та 𝐾2 повністю визначається витратами на

застосування ІКТ огляду автомобільної дороги. Для оцінки капітальних або

експлуатаційних витрат на впровадження ІКТ слід визначити складність

впровадження. Вона оцінюється складністю програмної реалізації задач

реєстрації, оцінки та інтерфейсу осіб – користувачів інтерактивного

113

моніторингу, який у цілому визначає процедури прийняття рішень з

визначення стану дороги. Визначимо: РЕ-реєстрація; ОЦ – оцінка, ПР –

прийняття рішень.

При оцінці складності прийнято розділяти завдання на три групи

відповідних програмних модулів (табл. 4.1).

Таблиця 4.1 – Складність функціональних задач ІКТ

Група

складност

і

Використанн

я зовнішньої

пам'яті

Кількіст

ь

вхідних

масивів

Кількіст

ь

вхідних

масивів

Кількість

вихідних

документі

в

Показник

и

Тип

алгоритм

у

(функції)

I Ні < 6 < 4 < 2 < 6 РЕ

II Так > 12 < 8 < 4 До 20 ОЦ

III " > 12 < 8 > 4 > 20 ПР

У якості еталонного програмного модуля приймаємо задачу з числом

вхідних масивів – 4, в тому числі вихідних документів – 2, показників – 6.

При оцінці типу програмного модуля під реєстрацією розуміється

завдання, алгоритм якої полягає в розрахунку значень окремих показників; під

оцінкою - визначення за заданим значенням показників характеристик об'єктів

з цими значеннями; під прийняття рішень – складні завдання пов'язані з

підготовкою заключення щодо експлуатаційного стану дороги. Значення

розрахункових коефіцієнтів, 𝛷1 , 𝛷2 , 𝛷3 і трудомісткості T визначається по

табл. 4.2.

Таблиця 4.2 – Коефіцієнти трудомісткості

Т,

людино-днів

Ф1 Ф2 Ф3

І ІІ ІІІ Так Ні Так Ні

350 1 1,5 2 0,6 1 0,9 1

114

Після нескладних перетворень (4.1) отримаємо

Е𝑛 = 𝑁𝐶 − 𝐸н −𝑇 𝐵

𝐵− 𝑛𝑡𝑆, (4.2)

де Е𝑛 – економічний ефект, отриманий у результаті заміни ручної праці

машинною;

N – число співробітників, необхідний для вирішення задачі

традиційними ручними методами;

С – заробітна плата одного співробітника, приведена за рік;

𝐸𝐻 – нормативний коефіцієнт;

В – виробка на одного працюючого у дорожньо-експлуатаційній

організації;

T – трудомісткість постановки задачі на ЕОМ, людино-днів;

n – повторюваність рішення задачі, приведена до року;

t – навантаження на засоби ІТК у годинах, обчислювальна робота одного

програмного модулю, ч;

S – вартість машино-години серверу ІТК.

Для визначення Т використовують формулу

T =𝑇Э𝛷1𝛷а𝛷3 (4.3)

де 𝑇Э – трудомісткість еталонного програмного модуля;

𝛷1 – коефіцієнт складності завдання;

𝛷𝑎 – коефіцієнт, що враховує наявність готових програмних рішень;

𝛷3 – коефіцієнт, що враховує повторюваність проектних рішень.

115

Для розрахунку непрямої складової економічного ефекту 𝐸𝑘

використовуються дані про обсяг робіт V експлуатаційної дорожньої

організації, про витрати на виконання одиниці роботи до Z1 і після

впровадження ІКТ Z2:

𝐸𝑘 = 𝑉(𝑍1 − 𝑍2). (4.4)

Незважаючи на різницю в підходах, прийнятих при оцінці ефективності

Е комп'ютеризації, спільним є те, що впроваджувана система порівнюється з

існуючою і аналізуються витрати на її проектування та впровадження, що дає

нова система інтерактивної оцінки та оперативної діагностики

експлуатаційного стану автомобільних доріг.

У загальному вигляді

𝐸 = 𝐸[𝑋𝑦 , 𝑋𝑐 , 𝑋𝑒 , 𝑋𝑏] (4.5)

де XY – множина показників робіт з утримання дороги;

Xc – множина параметрів діагностичних робіт;

ХЭ – множина параметрів організації транспортного процесу;

ХВ – множина зовнішніх чинників, що впливають на якість

діагностичних робіт у цілому.

Таким чином, оцінка економічної ефективності комп’ютеризації будь-

яких або саме експлуатаційних дорожніх пунктів, РАД і ДЕД – складна

трудомістка задача, точне вирішення якої пов'язане з проведенням

спеціальних досліджень. Одне безумовно – це ефективно. Тому достатньо

ефективна можлива і спрощена оцінка.

У додатку А наведена така оцінка у вигляді кошторисних розрахункових

таблиць для отриманого результату удосконалення методу інтерактивної

оцінки та оперативної діагностики експлуатаційного стану автомобільних

доріг. Результат цього розрахунку на конкретному прикладі впровадження ІКТ

116

до визначення показників рівності та вимірювання коефіцієнта зчеплення

дорожнього покриття автомобільних доріг показав можливість отримання

економії на 100 км ділянки автомобільної дороги за рахунок: інтерактивності

в обсязі понад 8 тис. грн. (рис. 4.15); скорочується час, у два рази, від

оперативності передачі необхідної інформації для прийняття відповідних

рішень щодо оцінки стану дороги (рис. 4.16); у де кілька разів зменшується

зайнятість управлінського та виробничого персоналу за рахунок

комп'ютеризації та Internet з збору, обробки, підготовки та передачі

достовірної інформації (рис. 4.17)

Рисунок 4.15 – Ефективність інформаційно-комунікаційної технології з

визначення показників рівності та вимірювання

коефіцієнта зчеплення на 100 км а/дороги

1162

9273

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

1 3

Вар

тіст

ь, г

рн

.

Чол

І н т е р а к т и в н і с т ь

ПДЛ

ІКТ

87,5%

12,5%

117

Рисунок 4.16 – Ефективність інформаційно-комунікаційної технології з

визначення показників рівності та вимірювання

коефіцієнта зчеплення на 100 км а/дороги

Рисунок 4.17 – Ефективність інформаційно-комунікаційної технології з

визначення показників рівності та вимірювання

коефіцієнта зчеплення на 100 км а/дороги

Впровадження одного нового ланцюга ІКЦ та дорожнього порталу дає

ефективність понад 1тис. грн. за один день роботи з огляду автомобільних

доріг у зимовий період (рис. 4.18).

1

3

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

0,5 9

Чо

л

Дні

О п е р а т и в н і с т ь

ПДЛ

ІКТ67%

33%

0,5

9

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1162 9273

Но

рм

а ча

су, д

ні

Вартість, грн

К о м п ' ю т е р и з а ц і я

ПДЛ

ІКТ82%

18%

118

Рисунок 4.18 – Ефективність інформаційно-комунікаційної технології

з огляду автомобільної дороги

Згідно даним дослідження [144], де виконано логічне нечітке визначення

привабливості подібної ІКТ, за аналогією слід додати, що порівняно з

існуючою практикою систематичного спостереження експлуатаційного стану

автомобільних доріг пропонований удосконалений метод інтерактивної

оцінки та оперативної діагностики практично не потребує капіталовкладення.

Поточні експлуатаційні витрати залежать від інтенсивності використання. Час

використання результатів визначається миттєвою доступністю, а гнучкість та

надійність удосконаленого методу помірні і високі. Розглянемо привабливість

ІКТ як оцінку впровадження WEB рішень на основі транспортного

дорожнього порталу.

4.4 Оцінка впровадження WEB рішень

Інтерактивна оцінки та оперативна діагностика автомобільних доріг на

основі так званих WEB рішень діє на основі механізму адаптації та

самонавчання, враховує постійні зміни середовища руху транспортних

засобів, опосередковано оцінює первинні характеристики поверхні дороги,

Польові

роботи,

0,3 чол/дня

Польові

роботи,

0,3 чол/дня

Камеральні роботи, 0,7 чол/дня. Ефективність – 1077,44 грн.

119

узагальнює отриману інформацію та звертає увагу фахівця-спостерігача на

відхилення значень від нормативних показників. Вона є своєрідним

інтерактивним дорожнім тестером – ІДТ, відмінною характеристикою якого є

можливість його застосування як інструментального засобу. Це дозволяє

використовувати його як локально, автономне, так і у складі інформаційно-

комунікаційної технології – ІКТ.

У задачах утримання автомобільних доріг найбільш складним є зимовий

період. Взаємодія спостерігача з інструментальними засобами візуалізації та

оцінки якості поверхні покриття дороги є відмінною властивістю ІДТ,

інтерактивністю. Тому слід використати розроблену інтерактивну оцінку та

оперативну діагностику для експлуатаційного стану дороги, спеціальну

систему та ІКТ для вирішення проблеми підвищення своєчасності з прийняття

рішень по усуненню негативного впливу середовища на транспортно-

експлуатаційний стан автомобільних доріг.

Створення та експериментальне дослідження прототипу основного

ланцюга ІКТ огляду дороги та інформаційно-комунікаційного центру, що є

інструментальним автомобільним засобом взаємодії з дорожнім порталом,

підтверджується технічна реалізація, прозорість та масштабованість. ІКТ

інтерактивної оцінки та оперативної діагностики транспортно-

експлуатаційного стану автомобільних доріг передбачає множинне (m : m)

взаємодію, а кожний спостерігач може як приймати інформацію так і бути її

джерелом. Користувачами цієї технології є ДПС, майстри, керівники, комісії

дорожніх організацій, користувачі доріг, учасники руху, що пов’язані або

задіяні у зимовому утриманні. Ефективність впровадження таких WEB рішень

для оцінки та діагностування дороги спрямовано на автоматизацію роботи

підрозділів дорожніх організацій, які приймають участь у сезонному

утриманні автомобільних доріг. Впровадження нової технології огляду дороги

потребує послідовного занурення, що пропонується з мінімальними

матеріальними та фінансовими втратами, що саме притаманне WEB.

120

Зиск від її реалізації полягає у наданні додаткових інформаційних

ресурсів учасникам руху, підготовці та реалізації поточних рішень та

розумінні змісту процесів просторово-часового пересування вантажів і

пасажирів із урахуванням стану АД. Практично будь-який транспортний засіб

буде мати таку ЕНСА як убудовану систему спостереження за станом

дорожнього середовища, інших учасників руху, транспортного процесу та

самого транспортного засобу.

Сьогодні для моніторингу дорожнього середовища спеціальні ПДЛ

виконують спостереження за станом АД. Коли кожний автомобіль буде мати

обладнання із функціональними можливостями СІМ АД, то кожний учасник

руху автоматично без зайвих витрат отримає необхідну інформацію і буде її

джерелом.

Сьогодні будь-яке рішення, що пов’язане з управлінням автомобільними

дорогами, потребує обґрунтування та оцінки, діагностування їх існуючого

стану. На це потрібно виділяти бригади спостерігачів. Альтернатива –

прийняття рішень в умовах великої невизначеності, відсутності об’єктивних

даних про реальний стан та прогноз змін у стані транспортної системи.

Вирішення проблеми – у доцільності створення ланцюга: розумні

машини – дорога → ТСЦ → інформаційний простір Internet. Існуюча

альтернатива полягає у вирішенні проблем пересування пасажирів та вантажів

у транспортних системах на основі поступової традиційної раціональної

організації та автоматизації транспортних процесів і неперервного

спостереження за умовами руху.

Створення єдиного інформаційного простору у порівняно короткий

термін повинно зменшити тривалість поїздок, поліпшити використання

матеріальних ресурсів, які виділяються на експлуатацію відповідної

транспортної системи, замінити рутинну ненадійну роботу цілої бригади

спостерігачів. Досить складно виконати оцінку технічної та економічної

ефективності практичної реалізації запропонованої концепції через

121

різнорідність транспортного комплексу та апріорну невизначеність

результатів її впровадження.

Для виконання кількісного аналізу зиску учасників руху було проведено

імітаційне моделювання за допомогою навігаційної системи Microsoft Auto

Route та реальних проїздів автомобілів по маршруту Харків – Одеса [147]. При

цьому враховувалися різні швидкісні характеристики проїздів, вплив на

швидкість рівності та зчіпних якостей покриття доріг, їх ділянок на різних

маршрутах, реальні ціни на пальне та обмеження на швидкість у населених

пунктах траси.

Усі визначені параметри – від вартісних до тривалості поїздки –

залежать від відстані та близькі до лінійного закону. Тому можна декларувати,

що саме вибір раціонального маршруту руху буде становити у середньому до

18 % економії, а за витратами до 15 % за нижньою межею оцінки прийнятих

рішень.

Стосовно зиску від об’єднання інформаційних ресурсів дорожніх

організацій, його можна визначити порівнянням з витратами на автоматизацію

управління громадського пасажирського транспорту (ГПТ), яка спрямована на

підвищення таких поточних показників роботи транспортних систем міста:

безпека руху пасажирського транспорту; регулярність руху та місткість

рухомого складу; комфортність перевезень пасажирів.

Ідея автоматизації полягає в обладнанні спеціальними засобами

моніторингу стану, наповненості РО, поточної оцінки щільності

пасажиропотоків на зупинках та оперативності з підготовки даних для

прийняття управлінських рішень включно з оптимізацією маршрутної мережі.

Базою загального підвищення ефективності транспортних послуг є такі

показники:

– підвищення виконавчої дисципліни та відповідальності усіх учасників

дорожнього руху, працівників дорожніх організацій ;

– виключення нераціонального використання робочого часу

122

персоналом;

– запобігання нецільового використання РО;

– зменшення невиробничого і холостого пробігу РО;

– підвищення якості робіт з виконання замовлень на перевезення без

додаткових затрат ресурсів та втрати якості.

Використовуючи вартісні оцінки різних варіантів обладнання РО,

зупинок та диспетчерських пунктів різного призначення (для дорожніх

організацій існуючої системи оцінки якості дорожньої продукції [148]), можна

виконати прогнозну оцінку загальної вартості вбудованого та універсального

обладнання складових системи. Для цього можна також використати метод

аналогій щодо створення подібних систем управління транспортом в Україні.

Згідно з концепцією автоматизації диспетчерського управління

наземним пасажирським транспортом, що була визначена Головним

управлінням транспорту м. Києва (http://www.unian.net), на сьогодні

автоматизується управління 30 РО на базі стільникового зв’язку СDMA.

Подібна система у Москві коштує порядку 38 млн. умовних одиниць.

Аналогічні оцінки автоматизації управління ГПТ в інших подібних системах.

Для зменшення вартості створення системи, що розглядається, згідно з

київською концепцією запропоновано використання вітчизняних розробок та

виробництво відповідної апаратури на вітчизняних підприємствах. Крім того,

економія досягається за рахунок зменшення обсягів втілення (тільки у

перспективі розглядається збільшення централізовано керованих РО до 300,

що не може забезпечити можливість досягнення потрібного рівня

ефективності управління ГПТ міста у цілому).

Потрібно наголосити, що СІМ АД має універсальний характер та

багатоцільове призначення. Її ІКЦ є прототипом убудованого обладнання

інтелектуальних транспортних засобів. У майбутніх автомобілях воно буде

виконувати функції сенсорної системи, яка забезпечує роботу внутрішньої та

зовнішньої телематики. Зиск від його використання полягає у наданні

123

додаткових інформаційних ресурсів учасникам руху, підготовці та реалізації

поточних рішень та розумінні змісту процесів просторово-часового

пересування вантажів і пасажирів. Практично будь-який транспортний засіб

буде мати убудовану систему спостереження за станом дорожнього

середовища, іншими учасниками руху, станом транспортного процесу та

самого транспортного засобу.

Сьогодні для моніторингу дорожнього середовища спеціальні ПДЛ

виконують цю роботу. Коли кожний автомобіль буде мати обладнання із

функціональними можливостями СІМ АД, кожний учасник руху автоматично

без зайвих витрат отримає необхідну інформацію. Ці витрати традиційно

достатньо великі. Так, СІМ АД за тиждень виконує моніторинг до 100-150 км

ШС. На прикладі обстеження 150 км технічного стану покриття дороги

державного значення М04 Київ – Луганськ – Ізварине, км 653 +158 – 734 +420,

км 743 +300 – 811 +800 покажемо вартість 1 км обстеження цієї дороги (табл.

4.8).

У таких роботах брали участь старший науковий співробітник,

провідний інженер, інженер. Усі розрахунки виконувалися з урахуванням

норм та правил визначення витрат на оцінку технічного стану автомобільних

доріг. Так на цей обсяг камеральних та польових робіт потрібно 31 152 грн.

Таким чином, на1 км дороги потрібні витрати у розмірі 200 грн. Відповідно

для обстеження кожної доби 1000 км шляхів сполучення великого міста або

регіону потрібно більше ніж 200 тис. грн.

Використання результатів дослідження дозволяє стверджувати про

підвищення ефективності пересування пасажирів та вантажів завдяки

зменшенню тривалості поїздок до 18 % та поліпшенню використання

вартісних і матеріальних ресурсів, які виділяються на експлуатацію й

удосконалення відповідної транспортної системи, майже до 15 %.

Прийняття рішень із використанням такої системи неперервного

моніторингу стану транспортної мережі міста або регіону заміняє ручну працю

124

цілої бригади спостерігачів. Далі розглянемо переваги застосування WEB

рішень.

Огляд автомобільних доріг проводять для визначення відхилень

експлуатаційних показників по відношенню до нормативних даних, згідно

нормативної документації. Він проводиться за першим 1 та існуючим

варіантом 2-другий варіант:

1. Фахівець-дорожник на автомобілі проводить обстеження ділянки або

дороги в цілому. При огляді він фіксує всі виявленні зауваження та

порушення, при русі автомобіля, і записує у журнал. Для підтвердження

дефектів проводиться фотозйомка або відео зйомка. Це польові роботи.

Після обстеження, отримана інформація обробляється та заноситься до

комп’ютера - виконуються камеральні роботи:

- складається акт огляду за результатами обстеження, в якому фіксуються

всі дефекти і зауваження з прив’язкою до місця знаходження у вигляді

електронного документу (за допомогою редактора Ms Word);

- результати фотозйомки або відео зйомки обробляються за допомогою

комп’ютеру, переводяться у формат Ms Power Point. Визначаються,

фіксуються, завіряються явні дефекти з прив’язкою до місця їх

розташування.

2. Фахівець-дорожник проводить огляд ділянки або автомобільної

дороги у цілому за допомогою інтерактивної системи інформаційно-

комунікаційної технології (ІКТ) та Internet – дорожнього порталу (WEB

рішення). Данні, які є результатом огляду, фотоматеріали обстеження

автоматично передаються на дорожній портал. За адресом дорожнього

порталу користувач (учасник дорожнього руху, користувач дороги, будь-який

фахівець дорожник) має доступ до результатів огляду.

Переваги другого варіанту над першим при однаковій протяжності

огляду доріг:

1. Не потрібно записувати в журнал дефекти і зауваження, а потім їх

125

переписувати у комп’ютер. В інформаційно-комунікаційній системі (ІКС), у

додатку до дорожнього порталу (програмне забезпечення), виведені

найменування дефектів та зауваження на екран приладу – смартфону. Тільки

натиском на клавішу смартфону з візуальною іконкою дефекту, він

автоматично фіксується з прив’язкою до координат руху у реальному

масштабі часу, передається через Internet на дорожній портал, а звідти

користувач, в першу чергу керівництво дорожніх підприємств, отримує

реальну інформацію для прийняття своєчасних потрібних рішень.

2. Відпадає необхідність паперової реєстрації інформації з огляду

дороги. Це робиться автоматично. Скорочується час передачі даних про

реальний стан дороги. Фотознімки не потрібно перезаписувати з фотоапарату

на комп’ютер, а потім їх обробляти у програмах та підписувати кожний.

Фотознімки автоматично підписуються і передаються на дорожній WEB

портал. Таким чином, сскорочується час візуалізації, фотореєстрації даних про

стан дороги, для термінового прийняття рішень. Не потрібно проводити

камеральні роботи з отриманої інформації з огляду дороги, де було б задіяні

додатково спеціалісти. Складання акту, переробка фотоматеріалів, передача

даних керівництву для огляду та ознайомлення – а це час, за який може

скоїтись жахливі речі.

3. Не складно підрахувати (гл. Попередній розділ 4.3 про ефективність

інформаційно-комунікаційної технології рис. 4.17):

- отримується економія у обсязі 1077,44 грн. за один виїзд ІКЦ для

огляду дороги за технологією ІКТ. Економія складається з витрат на

камеральні роботи та складання звіту (додаток – калькуляція

камеральних робіт та складання звіту);

- отримується економія у часі передачі інформації. Час може оцінюватись

по різному, у грошовому вигляді це може бути мало і багато, а навіть

життя людей що є безцінним;

- скорочується кількість персоналу – ІТР для складання звіту.

126

ЗАКЛЮЧЕННЯ

Основним результатом є визначення синергетичного механізму

отримання необмеженого комп’ютерного ресурсу учасниками перевізного

процесу. Взаємодія усіх ланцюжків трансферу як вантажів, так і пасажирів

базується на розробці ШНМ. Обладнання автомобілів запропонованими ШНМ

можуть реалізувати ідею своєрідної автомобільної матриці. Автомобілі, що

обладнані такими ШНМ, можуть бути постійним джерелом інформації про

стан маршрутів відповідного трансферу. Основна інформаційно-

комунікаційна технологія моніторингу такої системи буде базуватися на

дворівневій інтелектуальній, розумній АКС, яка містить інформаційно-

комунікаційний центр, що вбудовано у автомобіль та дорожній портал в

інформаційному середовищі Internet.

Механізм отримання додаткового комп’ютерного ресурсу практично не

обмеженого вартістю капітальних витрат на створення такої розумній АКС

полягає у застосуванні Cloud Computing у віртуальному управлінні

перевізними процесами. Запропонована ШНМ являє собою інструментальний

засіб постійного спостереження кожним перевізником за станом обраного

маршруту.

Науковий результат з віртуалізації управління перевізними процесами

полягає у доведенні можливості значного підвищення рівня взаємодії усіх

осіб, що задіяні у трансфері та поєднанні їх комп’ютерних ресурсів порівняно

зі звичайними гетерогенними транспортними системами. Таким чином,

віртуальне управління стає засобом розв’язання існуючого протиріччя між

стрімким розвитком засобів та методів інформатизації складних об’єктів і

систем та гетерогенним характером ринку транспортних послуг.

Практичний результат полягає у зніжені собівартості трансферу за

рахунок використання існуючих інструментальних засобів АКС, їх нового

застосування на основі клієнт-серверної технології перевізного процесу.

Застосування ШНМ пропонується у основі своєрідного інтерактивного

127

дорожнього тестеру, який вимірює прискорення, швидкість руху, його напрям,

вирішує задачу безперервного моніторингу обраного маршруту руху

перевізника. АКС клієнт-серверної технології перевізного процесу стає

єдиним інструментальним засобом прийняття рішень як окремим

перевізником, так і всіх учасників руху, дорожніми та транспортними

підприємствами.

Синергетика інформаційного розвитку ринку транспортних послуг

полягає в об’єднанні наявних комп'ютерних ресурсів транспортних та

дорожніх організацій, усіх учасників нового трансферу за рахунок клієнт-

серверної технології. Така технологія забезпечує інтерактивний моніторинг

усіх складових перевізного процесу та є дворівневою інтелектуальною,

розумною транспортною системою перевізника, яка містить інформаційно-

комунікаційний центр, що вбудовано до транспортного засобу рухомого

складу перевізника та дорожній транспортний портал в інформаційному

середовищі Cloud Computing. Особливістю такого синергетичного підходу до

інформаційного розвитку ринку транспортних послуг будуть нульові

капітальні витрати на їх імплементацію та впровадження у транспортних та

дорожніх організаціях.

Відмінною рисою нового трансферу клієнтури транспортних та дорожніх

організацій є віртуальне управління як перевізним процесом, маршрутизацією

руху транспортних засобів, так і підвищенням рівня сумісної інтерактивності

усіх учасників нового трансферу. Перехід від існуючого рівня взаємодії 1:1

для схеми замовник-перевізник або більш зручного 1:m для схеми замовник –

експедитор – перевізник повинно відповідати умовам використання Cloud

Computing m:m інтерактивного моніторингу усіх складових перевізного

процесу.

Підвищення ефективності віртуального управління на усіх рівнях

системи забезпечення розвитку ринку транспортних послуг базується на

створенні спеціальної штучної нейронної мережі (ШНМ) із застосуванням

128

Fuzzy Logic. Обладнання рухомого складу запропонованими ШНМ можуть

реалізувати ідею своєрідної транспортної інформаційній матриці.

Транспортна інформаційна матриця буде постійним джерелом інформації про

стан маршрутів відповідного трансферу як вантажів, так і пасажирів у

порівнянні зі звичайними перевізними процесами.

ЛІТЕРАТУРА

1. Алексієв В.О. Інтерактивний моніторинг автомобільних доріг:

монографія / О.П. Алексієв, А.А. Видмиш, В.О. Хабаров. : – Винниця

: ВНТУ, 2012. – 144 с.

2. Хабаров В.О. Дорожники недополучают – государство теряет /

В.О. Хабаров // Науковий вісник будівництва. – Х. : ХДТУБА. – 2002. –

№ 19. – С. 153 – 155.

3. Хабаров В.О. Интерактивная система мониторинга качества

автомобильных дорог / В.О. Хабаров // Вісник ХНАДУ: зб. наук. пр. –

Х. : ХНАДУ. – 2007. – Вип. 38. – С. 301 – 303.

4. Алексеев В.О. Мехатронная система непрерывного мониторинга

автомобильных дорог / В.О. Алексеев, С.Н. Неронов, В.О. Хабаров //

Автомобільний транспорт : зб. наук. пр. – Х. : ХНАДУ. – 2005. – Вып.16.

– С. 324 – 326.

5. Алексієв О.П. Універсальна автотранспортна лабораторія /

О.П. Алексієв, О.В. Дзюбенко, В.О. Хабаров // Автомобільний

транспорт : зб. наук. пр. – Х. : ХНАДУ. – 2008. – Вип. 22. – С. 73 – 76.

6. Алексієв О.П. Комп’ютерні системи у ВНЗ транспортного профілю /

О.П. Алексієв, В.О. Хабаров, В.В. Верченко // Автомобільний транспорт

: зб. наук. пр. – Х. : ХНАДУ. – 2008. – Вип. 23. – С.163 – 165.

129

7. Хабаров В.О. Гнучка мобільна комп’ютеризована система

екологічного моніторингу наземних транспортних систем / В.О.

Хабаров, В.В. Верченко // Автомобільний транспорт : зб. наук. пр. – Х.

: ХНАДУ. – 2009. – Вип. 25. – С. 274 – 277.

8. Алексієв О.П. Інформація транспортної інфраструктури, машин та

систем / О.П. Алексієв, В.О. Алексієв, В.О. Хабаров, Г.Г. Четверяков //

Бионика интеллекта: научн.-техн. журнал. – Х. : ХНУРЕ. – 2010. – № 3

(74). – С. 52 – 57.

9. Пат. 32142 U Україна, МПК (2006) G01C7/00, G01C23/00.

Комп’ютеризований мобільний комплекс для оцінки якості покриття

автомобільних доріг / В.О. Алексієв, О.Г Гурко, О.В Дзюбенко, В.О.

Хабаров // заявник та патентовласник Харківський національний

автомобільно-дорожній університет. – № u200713053; заявл. 26.11.2007

; – Опубл. 12.05.2008, Бюл. № 9.

10. Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 63186 / О.П.

Алексієв, В.О. Алексієв, В.О. Хабаров // Твір науково-практичного

характеру «Інтерактивна оцінка і оперативна діагностика

експлуатаційного стану автомобільних доріг (розгорнута постановка

задачі)» («Інтерактивний автодорожній моніторинг»). Україна:

Державна служба інтелектуальної власності України, дата реєстрації

24.12.2015.

11. Алексеев О.П. Многоуровневая система автомобильного мониторинга /

О.П. Алексеев, В.О. Хабаров // Сборник статей “Мехатроника

транспортных средств и технологических машин”. – Губкин : ГОУ ВПО

МГОУ, 2010. – С. 8 – 15.

12. Алексеев В.О. Микропроцессорная система автомобильного

мониторинга транспортных машин и условий движения / В.О.

Алексеев, В.О. Хабаров // Сборник статей “Мехатроника транспортных

130

средств и технологических машин”. – Губкин : ГОУ ВПО МГОУ, 2010.

– С. 67 – 72.

13. Алексієв О.П. Інформаційне забезпечення викладання навчального

матеріалу з транспортного моніторингу дорожнього середовища / О.П.

Алексієв, С.Н. Неронов, В.О. Хабаров // Збірник наукових праць

всеукраїнської науково-методичної конференції з проблем

використання інформаційних технологій в навчальному процесі ВНЗ. –

Х. : ХНАДУ, 2007. – С. 93 – 96.

14. Алексієв О.П. Інтерактивний моніторинг транспортних систем /

О.П. Алексієв, В.О. Хабаров, А.Ю. Федорець // Матеріали Ш

Регіонального семінару з міжнародною участю “Системи PROCESS

AUTOMATION: застосування в навчальному процесі й виробництві ”.

Х. : ХТУБА. – 2011. – С. 41 – 43.

15. Алексієв О.П. Інтерактивний моніторинг шляхів сполучення у

транспортних системах (формалізація) / О.П. Алексієв, В.О. Алексієв,

В.О. Хабаров, А.А. Видмиш, А.Ю. Федорець // Матеріали міжнародної

науково-практичної конференції “Забезпечення безпеки та комфорту

дорожнього руху: проблеми та шляхи розв’язання”. – Х. : ХНУРЕ –

ХНАДУ. – 2011. – С. 106 – 113.

16. Хабаров В.О. Інтерактивна оцінка і оперативна діагностика

експлуатаційного стану автомобільних доріг / В.О. Хабаров // Матеріали

всеукраїнського науково-практичного семінару “Системи PROCESS

AUTOMATION: застосування в навчальному процесі й виробництві ”. –

Х. : ХНУБА, 2012. – С. 11 – 13.

17. Алексієв О.П. Інформаційно-комунікаційна технологія огляду стану

автомобільних доріг / О.П. Алексієв, В.О. Алексієв, В.О. Хабаров,

О.Ю. Кравченко // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної

конференції “Інформаційні технології і мехатроніка”. – Х. : ХНАДУ,

2014. – С. 21 – 22

131

18. П-Г.1-218-113:2009 Технічні правила ремонту та утримання автомобільних

доріг загального користування України [Текст]. – На заміну П-Г.1-218-

113-97; введ. 2009-07-01. – Київ : Державна служба автомобільних доріг

України (Укравтодор) ; – К. : Вид-во Фенікс, 2009. – 232 с. (Державний

стандарт Укравтодор).

19. П-218-118:2005 Єдині правила зимового утримання автомобільних доріг

[Текст] : Вид. офіц. – Вперше ; введ. 2005-11-15. – Київ : Державна

служба автомобільних доріг України (Укравтодор) ; – К. : Вид-во

Фенікс, 2005. – 110 с. (Державний стандарт Укравтодор).

20. СОУ 42.1-37641918-105:2013 Класифікація робіт з експлуатаційного

утримання автомобільних доріг загального користування [Текст] : Вид.

офіц. – Вперше ; введ. 2013-07-01. – Київ : Державна служба

автомобільних доріг України (Укравтодор) ; К. : Укравтодор, 2013. – 9 с.

(Державний стандарт Укравтодор).

21. ГБН Г.1-218-182:2011 Ремонт автомобільних доріг загального

користування. Види ремонтів та перелік робіт [Текст] : Вид. офіц. –

Вперше ; введ. 2011-12-01. – Київ : Державна служба автомобільних

доріг України (Укравтодор) ; – К. : Вид-во Укравтодор, 2005. – 17 с.

(Державний стандарт Укравтодор).

22. СОУ 45.2-00018112-042:2009 Автомобільні дороги. Визначення

транспортно-експлуатаційних показників дорожніх одягів [Текст] : На

заміну ГСТУ 218-02070915-102-2003; введ. 2009-08-01. – Київ :

Державна служба автомобільних доріг України (Укравтодор) ; –К. :

Вид-во Укравтодор, 2009. – 31 с. (Державний стандарт Укравтодор).

23. СОУ 45.2-00018112-078:2012 Автомобільні дороги. Оцінка рівності

дорожніх покриттів за Міжнародним Індексом Рівності (IRI) [Текст] :

Вид. офіц. – Вперше ; введ. 2012-05-01. – Київ : Державна служба

автомобільних доріг України (Укравтодор) ; – К. : Вид-во Укравтодор,

2012. – 34 с. (Державний стандарт Укравтодор).

132

24. СОУ 45.2-00018112-080:2011 Автомобільні дороги. Оцінка та реєстрація

стану дорожніх покриттів та технічних засобів автомобільних доріг

автоматизованими системами відеодіагностики [Текст] : Вид. офіц. –

Вперше ; введ. 2012-03-01. – Київ : Державна служба автомобільних

доріг України (Укравтодор) ; – К. : Вид-во Укравтодор, 2011. – 32 с.

(Державний стандарт Укравтодор).

25. Програма створення системи інформаційного забезпечення на

автомобільних дорогах загального користування на 2002-2020 роки

[Електронний ресурс] // Постанова Кабінету Міністрів України від 17

квітня 2002 р. – № 586, – 2002. – С. 1-11. Режим доступу к журн. : http //

www.zakon.rada/gov/ua/cgi-bin/laws/main.cgi?nreg=586-2002-%EF.

26. Закон Украины о Национальной программе информатизации // Голос

Украины от 7 апреля 1998 г., – № 65 (1815). – С. 1 – 5.

27. Прусенко Е.Д. Основные направления научно-технической политики в

дорожной отрасли Украины / Е.Д.Прусенко // Материалы

международной научной конференции «Опыт и проблемы

современного развития дорожного комплекса Украины на этапе

вхождения в Европейское сообщество» – Х. : ХНАДУ, – 2002. – С. 6 –9.

28. Прусенко Е.Д. Система управления транспортно-эксплуатационным

состоянием автомобильных дорог / Прусенко Е.Д., В.Ф. Демишкан //

Вестник ХГАДТУ : сб. научн. тр. Х., – 1999. – Вып. 10. – C. 45 – 47.

29. Демишкан В.Ф. Состояние, основные проблемы и перспективы

развития дорожного хозяйства Украины / В.Ф. Демишкан : Материалы

международной научной конференции «Опыт и проблемы

современного развития дорожного комплекса Украины на этапе

вхождения в Европейское сообщество» – Х. : ХНАДУ. – 2002. – С. 3–6.

30. Золотарь И.А. Повышение надежности автомобильных дорог /

Золотарь И.А., Некрасов В.К., Коновалов С.В. и др. – М. :

Транспорт, – 1977. – 183 с.

133

31. Коркушко Н.Н. Усовершенствование метода оценки эффективности

инвестиционных проектов в дорожном хозяйстве / Н.Н.Коркушко //

Економіка транспортного комплексу : Збірник наукових праць. – Х. :

Видавництво ХНАДУ, – 2007. – Вип. 11. – 124с.

32. Коркушко Н.М. Інвестиційна діяльність дорожніх підприємств в

умовах розвитку національної економіки / Н.Н. Коркушко // Економіка

транспортного комплексу : збірник наукових праць. – Х. : Видавництво

ХНАДУ, – 2008. – Вип. 12. – 144 с.

33. Золотарь И.А. Экономико-математические методы в дорожном

строительстве / И.А.Золотарь. – М. : Транспорт, – 1974. – 246с.

34. Гришин С.И. Дорожная лаборатория для обследования автомобильных

дорог / С.И. Гришин, Ю.Б. Зонов // Автомобильные дороги. – М., – 1986.

– № 9. – С. 8 – 9.

35. Субботин С.П., Структура автоматизированной системы

паспортизации автомобильных дорог / С.П. Субботин, С.И. Жилин //

Автомобильные дороги. – М., – 1984. – № 6. – С. 6 – 7.

36. Гаврилов Э.В. Принципы разработки мобильных вычислительных

комплексов / О.П. Алексеев, О.П. Смирнов // Информационные

технологии. – Харьков : Мишкольц-Магдебург. – ХГПУ, – 1996. –

С. 139-141.

37. Смирнов О.П. Программно-аппаратные методы и средства для оценки

состояния автомобильных дорог: автореф. дис. канд. техн. наук /

О.П. Смирнов. – Х. : ХГАДТУ, – 1995. – 26 с.

38. Васильев А. П., Фримштейн М. И. Управление движением на

автомобильных дорогах. — М. : Транспорт, – 1979. – 296 с.

39. Сиденко В.М. Методы оценки качества автомобильных дорог /

В.М. Сиденко – К. : УкрНИИНТИ, – 1977. – 57 с.

40. Филиппов В.В. Оценка на ЭВМ транспортно-эксплуатационных

качеств автомобильных дорог при их проектировании и

134

реконструкции: Повышение эффективности проектирования,

строительства и эксплуатации автомобильных дорог / В.В. Филиппов. –

Киев : Укрдорстрой, – 1981. – 120 с.

41. Филиппов В.В. Оценка транспортно-експлуатационных качеств

автомобильних дорог: автореф. дис. д-ра техн. наук / В.В. Филиппов.

– М. : МАДИ, – 1987. – 40 с.

42. Васильев А.П. Ремонт и содержание автомобильных дорог /

А.П. Васильев, В.И. Баловнев, М.Б. Корсунский. – М. : Транспорт, –

1989. – 287 с.

43. Васильев А.П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация

дорожного движения / А.П. Васильев, В.М. Сиденко. – М. : Транспорт,

– 1990. – 304 с.

44. Мобильная диагностическая лаборатория с лазерно-гироскопической

системой СоюздорНИИ // Наука и техника в дорожной отрасли. –

2001. – № 3. – С. 46.

45. Павлюк Д.О. Основні напрямки удосконалення оцінки показників

транспортно-експлуатаційних якостей дорожніх покриттів /

Міжвідомчий науково-технічний збірник «Автомобільні дороги і

дорожнє будівництво». Київ, – 2001. – Вип. 63. – С. 55 – 57.

46. Жилин Н.С. Современные диагностические средства диагностики

автомобильных дорог / Н.С. Жилин, Ермолаев В.И. // Обзорная

информация. Автомобильные дороги. – М. : ФГУП СНПЦ

«РОСДОРТЕХ» , – 2002. – 60 с.

47. ДСТУ Б. В.2 3-2-97 Споруди транспорту. Дороги автомобільні. Метод

визначення коефіцієнта зчеплення колеса автомобіля з дорожнім

покриттям [Текст] : Вид. офіц. – Вперше ; введ. 1997-07-01. – Київ :

Держстандарт України ; К. : Вид-во Держстандарт, 1997. – 27 с.

(Державний стандарт України).

135

48. ДСТУ Б. В.2 3-2-2000 Споруди транспорту. Дороги автомобільні.

Методи вимірювання нерівностей основ і покриттів [Текст] : Вид. офіц.

– Вперше ; введ. 2000-01-01. – Київ : Держстандарт України ; К. : Вид-

во Держстандарт, 2000. – 10 с. (Державний стандарт України).

49. ДСТУ Б. В.2 3-2-97 Споруди транспорту. Дороги автомобільні. Метод

визначення коефіцієнта зчеплення колеса автомобіля з дорожнім

покриттям Текст] : – Київ, УКРДОРТЕХНОЛОГІЯ, – 2005. – 46 с.

50. Надежко А.А. Дорожная наука. Справочная энциклопедия дорожника

(СЭД).Т. ІV / А.П. Васильев, В.Д. Казарновский, В.П. Носов и др. ; под

ред. А.А. Надежко. – М. : ФГУП «ИНФОРМАВТОДОР», – 2006. –

392 с.

51. Інформаційний аналіз та синтез автомобільних мехатронних систем :

звіт з наукової роботи № Ф81337 / ХНАДУ – № держреєстрації

0105U002175. – Х., – 2005. – 162 с.

52. Методологія інтелектуального моніторингу руху наземних

транспортних засобів : звіт з наукової роботи № 09-53-04 /ХНАДУ –

№ держреєстрації 0104U002050. – Харків, – 2006. – 242 с.

53. Теорія інформаційного аналізу та синтезу мехатронних систем //

ХНАДУ, звіт з наукової роботи, № держреєстрації 0101U005210 –

Харків, – 2003. – 148 с.

54. Розробка та впровадження комп'ютерної системи збору, реєстрації і

обробки результатів вимірювання показників рівності і зчіпних якостей

покриттів автомобільних доріг // ХНАДУ, звіт з наукової роботи №

держреєстрації 0102 U 004105. – Харків, – 2002. – 91с.

55. Моніторинг технічного стану покриття автомобільної дороги

державного значення М04 Київ – Луганськ – Довжанський : звіт з

наукової роботи / ХНАДУ /, номер держреєстрації 0105U002673. –

Х., – 2005. – 86 с.

136

56. Моніторинг технічного стану покриття автомобільної дороги

державного значення М04 Київ – Луганськ – Ізварине: з наукової

роботи / ХНАДУ – № держреєстрації 0101U005210. – Х., – 2006. Звіт.

– 90 с.

57. Методологія інтелектуального моніторингу руху наземних

транспортних засобів : звіт з наукової роботи № 09-53-04 / ХНАДУ,

- № держреєстрації 0104U002050. – Харків, – 2006. – 242 с.

58. Інтелектуальна технологія управління громадським пасажирським

транспортом великих міст та регіонів України: звіт з наукової роботи №

09-53-07 / ХНАДУ, - № держреєстрації 0107U001008. – Харків, –

2008. – 257 с.

59. Методологія застосування grid-технологій для проведення наукових

досліджень у транспортному ВНЗ: звіт з наукової роботи №

ІТ/504-2007 Х. : ХНАДУ, – № держреєстрації 0107U008063. – Харків, –

2008. – 242 с.

60. Теорія розвитку інформаційної інфраструктури транспортних систем:

звіт з наукової роботи № 09-53-10 / ХНАДУ – № держреєстрації

011U001166. – Харків, – 2010. – 257 с.

61. Інформаційно-комунікаційная технологія наземного транспорту. / Звіт

про науково-технічну роботу, № ДЗ/464-2011, № держеєстрації

0111U005942. – Х. : ХНАДУ, – 2011 – 2012, – 368 с.

62. Розробити методику сканування поверхні покриттів та

експериментальний зразок високошвидкісної лазерної установки

сканування покриттів: звіт з наукової роботи / ХНАДУ, –

№ держреєстрації 0105U002695. – Х., – 2006. – 66 с.

63. Розробити автоматизовану систему відеодіагностики автомобільних

доріг / ХНАДУ – проміжний звіт НДР № 37/35-36=07: етап Д1Д –

приймальні випробування установки відеодіагностики стану покриттів

автомобільних доріг. – Х., – 2008. – 61 с.

137

64. Smolianyk R.V., Velichko G.V., Krupa N.V., Fillipov V.V. Estimation and

attainment road evennes // IX International Conference Durable and save road

pavements. – Kielce, 6-7 may, – 2003. – p. 583 – 592.

65. Смолянюк Р.В. Оценка эксплуатационного состояния дорожных

покрытий на основе совершенствования методов измерения ровности и

сцепных качеств: дис. канд. техн. наук: 05-22-11 – Р.В. Смолянюк. –

Х. : ХНАДУ, – 2005. – 157 с.

66. Смолянюк Р.В. Оценка потребительских свойств дорожных покрытий с

учетом неоднородности ровности и сцепных качеств / Р.В. Смолянюк,

М.С. Стороженко, И.В. Кияшко // Вісник ХНАДУ: зб. наук. пр. – Х. :

ХНАДУ. – 2002. – Вип.19. – С. 189 – 191.

67. Смолянюк Р.В. Комплексная оценка потребительских свойств

автомобильных дорог/ Р.В. Смолянюк // Материалы международной

научной конференции «Опыт и проблемы современного развития

дорожного комплекса Украины». – Харьков : ХНАДУ, – 2002. – С. 106 –

107.

68. Смолянюк Р.В. Изменение подходов к оценке ровности автомобильных

дорог / Р.В. Смолянюк, М.С. Стороженко, И.В. Кияшко //

Автошляховик України. – 2004. – Вип. № 5. – С.41 – 44.

69. Кіяшко І.В. Напрямки удосконалення системи відеодіагностики

автомобільних доріг / І.В. Кіяшко, Р.В. Смолянюк // Строительство,

материаловедение, машиностроение: зб. наук. пр. – Дн-вск : ПГАСА,

2007. – Вип. 43. – С. 183 – 191.

70. Field Evaluation of the Auto-Read Version of the Face Dipstick as a Class I

Profiling Device Bertrand. – Presented at the 69th Annual Meeteng of the

Transportation Research Board. – Washington, DC, – 1990. – 22 p.

71. Long-Term Time Stability of Pavement Ride Quality Data / Spangler E.B.,

Federal Highway Administration. – Report FHWA/OH-91/001. – 1990.

– 99 p.

138

72. ASTM Standarts, Vol. 04.03, E1364. Standart Test Method for Measuring

Road Roughness by Static Rod and Level Method. – American Society for

Testing and Materials. – 1991. – 701 p.

73. Seasonal Changes in the Longitudinal Profile of Pavements Subject to Frost

Action / Novak E.C., DeFrain L.E. – Transportation Research Record 1362. –

1992. – 100 p.

74. ASTM STP 1164. Spectral Characteristics of Longitudinal Highway

Profiles as Related to Ride Quality. – American Society of Testing and

Materials. Philadelphia, – 1992. – 65 p.

75. A Summary of Pavement Performance Data Collection and Processing

Methods Used by State DOTs / Federal Highway Administration. Report

FHWA-RD-95-060. – 1994. – 62 p.

76. Road Profiler User Group Fifth Annual Meeting. Road Profiler Data

Analysis and Correlation / Perera R.W., Kohn S.D., Soil and Materials

Engineers Inc. – Research Report No. 92-30. – 1994. – 87 p.

77. Sayers M.W., Karamihas S.M. The little Book of Profiling. Basic

Information about Measuring and Interpretting Road Profiles. – The Regent

of University of Michigan, September. – 1998. – 306 p.

78. Gothie M. Inernational Friction Index // Routes Roads. – 1998. - #300. –

p. 47 – 53.

79. A comparison of SCRIM and GripTester Report / UK TRL (Transport

Research Laboratory). – UK., – 1993. – 150 p.

80. Harverson D. Friction Harmonics // World Highways. – 1993. № 3. – p. 56

– 62.

81. Кузьмин Д.М. Технология и методы интеллектуального мониторинга

автотранспортных потоков и состояния автомобильных дорог:

автореф. дис. канд. техн. наук / Д.М. Кузьмин. - М. : МАДИ, – 2008. –

21 с.

139

82. Буслаев А.П. К вопросу об интеллектуальных системах в

автомобильно-дорожном движении / А.П. Буслаев, Д.М. Кузьмин //

Наука и техника в дорожной отрясли. – МТУСИ. – М., – 2006. – Вып. 2.

– С. 33-40.

83. Кузьмин Д.М. Компьютерные методы обработки информации и

распознавание образов в задачах транспорта и связи. Ч.1. Пакет

Mathlab / Д.М. Кузьмин, А.П. Буслаев, М.В. Яшина. – МТУСИ. – М., –

2008. – 86 с.

84. Алексієв В.О. Мехатроніка, телематика, синергетика у транспортних

додатках / В.О. Алексієв,О.П. Алексієв, О.Я.Ніконов. – Х. :

ХНАДУ, – 2011. – 212 с.

85. Шалабаев Е.В. Теоретические и практические проблемы развития

мехатроники / Е.В. Шалабаев // Современ. технологии. – С.Пб. – 2001.

– С. 46 – 67.

86. Алексієв В.О. Мехатроніка транспортних засобів та систем. /

В.О. Алексієв, В.П. Волков, В.І. Калмиков. – Х. : ХНАДУ, – 2004. –

176 с.

87. Алексієв В.О. Система Or Cad для проектування електронних

пристроїв мехатронних комплексів: навчально-методичний посібник /

В.О. Алексієв. – Х. : ХНАДУ, – 2006. – 160 с.

88. Алексієв В.О. Мониторинг динамических характеристик колесных

машин / В.О. Алексієв // в книге: Устойчивость колесных машин

против заноса в процессе торможения; под ред. М.А. Подригало. – Х. :

ХНАДУ. – 2006. – С. 288 – 342.

89. Алексієв В.О. Інформаційна технологія моніторингу автомобільних

доріг / В.О. Алексієв, С.А. Серіков, С.М. Костюченко // Опыт и

проблемы современного развития дорожного комплекса Украины на

этапе вхождения в европейское сообщество: материалы

международной научной конференции. – Х., – 2002. – С. 11 – 13.

140

90. Алексієв В.О. Розробка інформаційної технології моніторингу

транспортних комунікацій: автореф. дис. канд. техн. наук /

В.О. Алексієв. – Х . : ХГАДТУ, – 1999. – 19 с.

91. Гурко О.Г. Просторово-часова орієнтація: автореф. дис. канд. техн.

наук / О.Г. Гурко. – Х. : ХНАДУ, – 2001. – 19 с.

92. Алексієв В.О. Управління розвитком транспортних систем : монографія

/ В.О. Алексієв.– Х. : ХНАДУ, – 2008. – 268с.

93. Алексієв В.О. Мехатронізація транспортних машин та систем /

В.О. Алексієв // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво: науково-

технічний збірник. – 2004. – № 71. – С. 79 – 84.

94. Власов В.М. Транспортная телематика в дорожной отрясли / В.М.

Власов, Д.Б. Ефименко, В. Н. Богумил. – М. : МАДИ (ГТУ), – 2013.

– 80 с.

95. Методические рекомендации по зимнему содержанию автомобильных

дорог с использованием специализированной гидрометеорологической

информации.[электронный ресурс], Рекомендованы к применению

распоряжением Росавтодора от 14 апреля 2010 г. N 296-р. Режим

доступа: rosdornii.ru/UserFiles/File/dim/24-2/07.pdf

96. Самодурова Т.В. Метеорологическое обеспечение зимнего содержания

автомобильных дорог /Ассоциация «РАДОР» - М. : ТИМР, – 2003. –

183 с.

97. Бодянський Є.В. Адаптивне виявлення розладнань в об’єктах

керування за допомогою штучних нейронних мереж / Є.В Бодянський,

О.І. Михальов, І.П. Плісс. – Дніпропетровськ : Системні технології, –

2000. – 140 с.

98. Темников Ф. Е. Теоретические основы информационной техники /

Ф. Е. Темников. – М. : Энергия, – 1971. – 424 с.

141

99. Костюченко С.М. Оцінка стану транспортних систем у задачах

організації руху автотранспортних засобів : автореф. дис. канд. техн.

наук : 05. 22. 01 / С.М. Костюченко. – Х., – 2003. – 19 с.

100. Богомолов В.О. Проблема створення єдиного інформаційного простору

транспортних організацій / В.О. Богомолов, В.О. Алексієв //

Автомобільний транспорт : зб. наук. пр. – Х. : ХНАДУ. – 2009. –

Вип. 25. – С. 222 – 225.

101. Богомолов В.О. Концептуальне обґрунтування та синергетичний підхід

до розвитку транспортних систем / В.О. Богомолов, В.О. Алексієв //

Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті : науково-

технічний журнал. – 2009. – № 5 (78). – С. 59 – 63.

102. Авторская справка № 1587341 СССР, GO1C 7/04. Способ измерения

радиуса кривой в плане автомобильной дороги и устройство для его

осуществления / О.П. Алексеев, Э.В. Гаврилов, О.П. Смирнов, В.Е.

Тырса. – № 4440388/2440388/24–28 ; – Заявлено 4.04.88 ; – Опубл.

23.08.90. – Бюл. № 31.

103. Авторская справка № 1796903 СССР, GO1 07/04. Способ определения

продольного уклона участка автомобильной дороги / О.П. Алексеев,

О.П. Смирнов, В.Е. Тырса. – № 4878774/10 ; – Заявлено 22.08.90 ; –

Опубл. 23.02.93. – Бюл. № 7.

104. Авторская справка № 1827405 СССР, ЕO1C 23/07. Способ определения

ровности дорожного покрытия / О.П. Алексеев, О.П. Смирнов. – №

4918213/33 ; – Заявлено 12.03.91 ; – Опубл. 15.07.93. – Бюл. № 26.

105. Авторская справка № 1749334 СССР, ЕO1C 23/07. Способ определения

сцепных качеств дорожного покрытия / О.П. Алексеев, О.П. Смирнов,

В.Е. Тырса. – № 4783806/33 ; – Заявлено 24.10.89 ; – Опубл . 23.07.1992,

– Бюл. № 27.

106. Пат. 55591 А Україна, МПК7 E01C23/07. Пристрій для моніторингу

автомобільних доріг / Сєріков С.А., Алексієв В.О., Костюченко С.М.;

142

заявник та патентовласник Харківський державний автомобільно-

дорожній технічний університет. – № 2001106697 ; – заявл. 01.10.2001 ;

– опубл. 15.04.2003, – Бюл. № 4.

107. Пат. 51110 А Україна, МПК7 G08G1/00. Пристрій для вимірювання

швидкості автомобіля / Сєріков С.А., Алексієв В.О., Костюченко С.М.;

заявник та патентовласник Харківський національний автомобільно-

дорожній університет. – № 2002010132; – заявл. 03.01.2002 ; – опубл.

15.11.2002, – Бюл. № 11.

108. Пат. 38742 U Україна, МПК(2006) G01C23/00. Система для визначення

просторово-часової орієнтації автотранспортних засобів /

Алексієв В.О., Гурко О.Г.; заявник та патентовласник Харківський

національний автомобільно-дорожній університет. – № u200805769; –

заявл. 05.05.2008 ; – опубл. 12.01.2009, – Бюл. № 1.

109. Пат. 54754 U Україна, МПК (2010) 8 G01 С 23/00. Мобільна система

реєстрації дорожньої ситуації / Туренко О.І., Алексієв О.П.; заявник та

патентовласник Харківський національний автомобільно-дорожній

університет. – Заявл. 26.05.2010, – опубл. 25.11.2010, – Бюл. № 22.

110. Пат. 78245 U Україна, МПК (2013.01) G01 С 23/00. Спосіб моніторингу

стану маршрутної мережі великого міста / Неронов С.М., Алексієв О.П,

Алексієв О.П.; заявник та патентовласник Харківський національний

автомобільно-дорожній університет. – Заявл. 24.09.2012, – опубл.

11.03.2013, – Бюл. № 5.

111. Пат. 77725 U Україна, МПК (2013.01) G01 С 23/00. Мобільна система

для моніторингу стану маршрутної мережі великого міста /

Неронов С.М., Алексієв О.П, Алексієв О.П.; заявник та

патентовласник Харківський національний автомобільно-дорожній

університет. – Заявл. 06.08.2012, – опубл. 25.02.2013, – Бюл. № 4.

112. Свідоцтво № 437 від 16.04.03. Про державну метрологічну атестацію

вимірювальних каналів комп’ютерної системи збору, реєстрації і

143

обробки результатів вимірювання показників рівності і зчепних

якостей покриттів автомобільних доріг. – Х. : ХДНДІМ, – 2003. – 11 с.

113. Zade L.A. The concept of linguistic variable and its application to

approximate reasoning. Part 1, 2, 3 // Information Sciences, – 1965. – n. 8 pp.

199-249, – pp. 301 – 357; – n. 9 pp. 43 – 80.

114. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений /

А.Н. Борисов, А.В. Алексеев, Г.В. Меркурьева и др. – М.: Радио и связь,

– 1989. –304 с.

115. Гринев С. Нечеткая логика в системах управления [электронный

ресурс]: Режим доступа http:// offline/2001/415/13052/ (old.computerra.ru/

offline/2001/415/13052/).

116. Начала информационной теории управления / Б.Н. Петров, В.В.

Петров, Г.М. Уланов и др. – М. : ВИНИТИ, – 1972. – С. 5 – 128.

117. Алексієв В.О. Про принципи розробки мехатронних систем / В.О.

Алексієв, С.М. Костюченко, С.М. Неронов, Ю.М. Суярко //

Вісник ХДАДТУ. – 2001. – Вип. 15 – 16. – С. 140 – 143.

118. Алексеев В.О. Интеллектуальный мониторинг дорожных машин / В.О.

Алексеев // Вісник ХНАДУ, зб. наук. пр. – Х. : ХНАДУ. – 2004. – Вип.

27. – С. 201 – 203.

119. Миркин Б.Г. Проблема группового выбора / Б.Г. Миркин. – М. : Наука,

– 1974. – 256 с.

120. Руденко О.Г. Искусственные нейронные сети / О.Г. Руденко, Е.В.

Бодянский. – Х. : ТЕЛЕТЕХ, – 2004. – 372 с.

121. Попков К.А . Интеллектуальные системы / К.А. Попков, В.Г. Коньков. –

М. : Изд-во МГТУ, – 2003. – 348 с.

122. Комашинский В.И. Нейронные сети и их применение в системах

управления и связи / В.И. Комашинский, А.А. Смирнов. – М. : Горячая

линия – Телеком, – 2003. – 94 с.

144

123. Бодянский Е.В. Нейро–фаззи сети Петри в задачах моделирования

сложных систем / Е.В. Бодянский, Е.И. Кучеренко, А.И. Михалев. –

Днепропетровск : Системные технологии, – 2005. – 311с.

124. Техническое зрение роботов / Под ред. Ю.Г. Якушенкова. – М. :

Машиностроение, – 1990. – 272 с.

125. Грушенко М.В., Петрушенко Н.Н., Пащенко Р.Э., Шаповалов О.В.

Фрактальный анализ процессов, структур и сигналов / М.В. Грушенко,

Н.Н. Петрушенко, Р.Э. Пащенко, О.В. Шаповалов – Х. : Эко

Перспектива, – 2006. – 347 с.

126. Єдині правила зимового утримання автомобільних доріг. Прийнято та

надано чинності Наказом Державної служби автомобільних доріг

України (Укравтодор) № 522 від 15.11.2005. – Київ. – 110 с.

127. Алексеев В.О. Динамическая модель и статистическая оценка принятия

решений по восстановлению свойств сложных объектов и систем / В.О.

Алексієв // Вісник ХГАДТУ : зб. наук. пр. – 2004. – Вип. 10. – С. 48 – 50.

128. Гаврилов Э.В. Динамическая модель и статистическая оценка принятия

решений по восстановлению свойств сложных объектов и систем / Э.В.

Гаврилов, О.П. Алексеев, В.О. Алексеев, Д.Г. Яфарова // Вісник

ХГАДТУ : зб. наук. пр. – 2004. – Вип. 12. – С. 135 – 138.

129. Бєлятинський А.О. Наукові методи оцінки гідрологічної ситуації на

мостових переходах в гірських умовах Карпат : Монограф. – К. : ЛДЛ,

– 2010. – 28 с.

130. Бєлятинський А.О. Дослідження транспортних потоків в аспекті

заторових станів дорожнього руху: монографія / А.О. Бєлятинський, Р.В.

Кротов, О.В. Степанчук, В.М. Першаков; за ред. д.т.н., проф. Першаков

В.М. – К. : НАУ, – 2015. – 176 с.

131. Гамеляк І.П. Аналіз транспортно - експлуатаційних показників стану

автомобільних доріг державного значення / І.П. Гамеляк //

145

Автошляховик України : Науково-виробничий журнал. – 2014. – № 1. –

С. 24 – 28.

132. Гамеляк І.П Про сезонне обмеження руху на автомобільних дорогах /

І.П. Гамеляк, Г.О.Решетнік // Автошляховик України. – 2007. – № 2. – С.

28 – 32.

133. Вирожемський В.К. Зимове утримання доріг: інноваційні технології та

підвищення екологічної безпеки / В.К. Вирожемський, І.В.Волошина //

Дорожня галузь України. – 2013. – №6. – С. 28 – 31.

134. Бондар Т.В. Європейський досвід задля безпеки на вітчизняних дорогах

/ Т.В. Бондар, В.К. Вирожемський // Дорожня галузь України. – 2014. –

№ 6. – С. 36 – 39.

135. Костюченко С.М. Математическое описание и моделирование процесса

восстановления подсистем и звеньев транспортного комплекса //

Проблемы пожарной безопасности. – Х. : АПБУ, спец. вып. – 2001. –

С. 50 – 58.

136. Костюченко С.М. Оценка состояния транспортных систем в задачах

управления движением / С.М. Костюченко // Автомобільний

транспор, зб. наук. пр. Х. : ХНАДУ, – 2002. – Вып. 9. – С. 115 – 117.

137. Информационная технология. Системная инженерия. Процессы

жизненного цикла систем (ГОСТ Р ИСО/МЭК С 15288:2002-2005) -

[введен в действие 2005-12-29]. – М.: Федеральное агенство по

техническому регулированию и метрологии, – 2006. – 57 с.

138. Система «Человек-машина». Общие эргономические требования (ГОСТ

22269-76) - [введен в действие 1978-01-01]. – М. : Издательство

стандартов, – 2006. – 4 с.

139. ДСТУ 3973-2000 Система розроблення та поставлення продукції на

виробництво. Правила виконання науково-дослідних робіт. Загальні

положення [Текст] : Вид. офіц. – Вперше ; введ. 2000-11-27. – Київ :

Держстандарт України ; К. : Вид-во Держстандарт, 2001. – 20 с.

(Державний стандарт України).

146

140. ДСТУ 3974-2000 Система розроблення та поставлення продукції на

виробництво. Правила виконання дослідно-конструкторських робіт.

Загальні положення [Текст] : Вид. офіц. – Вперше ; введ. 2000-11-27. –

Київ : Держстандарт України ; К. : Вид-во Держстандарт, 2001. – 20 с.

(Державний стандарт України).

141. Грекул В.И. Управление внедрением информационных систем /

В.И. Грекул, Г.Н. Денищенко, Н.Л. Коровкина - М. : Интернет-

Университет информационных технологий ; БИНОМ, – 2008. – 224 с.

142. Батоврин В.К. Системная и программная инженерия. Словарь-

справочник / В.К. Батоврин - М. : ДМК Пресс, – 2010. – 280 с.

143. Шамие Кэтлин Системная инженерия [Электронный ресурс], – IBM,

Jonh Wiley&Inc., – 2014 : Режим доступа – http: // habrahabr.ru /

company/ibm/blog /216307/.

144. Риз Дж. Облачные вычисления: Пер. с англ.- СПб. : БХВ – Петербург,

2011. – 288 с.

145. Васильев Ю.Э. Будущее диагностики за передвижными лабораториями

/ Ю.Э. Васильев, А.В. Беляков // Наука и техника в дорожной отрасли.

– 2008. – №1. – С . 3 – 11.

147

Наукове видання

Алексієв Олег Павлович

Алексієв Володимир Олегович

Хабаров Володимир Остапович

ВІРТУАЛЬНЕ УПРАВЛІННЯ ТА МОНІТОРИНГ

ТРАНСПОРТНИХ МАШИН, СИСТЕМ І КОМУНІКАЦІЙ

Монографія – електронний ресурс

Редактор О.П. Алексієв

Оригінал-макет підготовлено В.О. Хабаров

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АВТОМОБІЛЬНО-ДОРОЖНІЙ

УНІВЕРСИТЕТ