МОНИТОРИНГ, ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В УСЛОВИЯХ ITS

MONITORING, DIAGNOSIS AND PROGNOSIS OF TECHNICAL CONDITION OF VEHICLES UNDER ITS

Ключевые слова: мониторинг, диагностирование, прогнозирование, программное обеспечение, информационная система, программно-диагностический комплекс, транспортное средство.

Keywords: monitoring, diagnosis, prognosis, software, information systems, software and diagnostic system, vehicle.

В статье предложен метод проведения мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров двигателя и транспортного средства с помощью бортового информационного программно-диагностического комплекса и виртуального предприятия в условиях ITS. Представлена информационная модель интеллектуального программного комплекса для оценки полученных результатов.

This paper proposes method for monitoring, diagnosing and forecasting parameters of the engine and vehicle on-board diagnostic information and software complex and virtual enterprise under ITS. The information model of intelligent software for the evaluation of the results.

Введение. Дистанционный мониторинг, диагностирование и прогнозирование параметров технического состояния транспортных средств (ТС) в процессе эксплуатации в условиях ITS является важной научно-практической задачей, а полученные параметры используются, как в бортовых системах автомобиля, которые оказывают водителю помощь в управлении, так и в работе технических служб транспорта при определении технического состояния ТС.

В статье описан метод проведения мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров двигателя и транспортного средства с помощью бортового информационного программно-диагностического комплекса, виртуального предприятия и разработанного программного обеспечения в условиях интеллектуальных транспортных систем (ITS).

Анализ последних исследований и достижений. На протяжении ряда лет [1, с. 125] ведутся работы по созданию программного обеспечения (ПО), которое будет способно объединить в своих функциях бортовой интеллектуальный программно-диагностический комплекс (БИПДК), рабочее место диагноста (механика) при выполнении мониторинга, диагностирования и прогнозирования (МДП) состояния транспортного средства (ТС) в условиях эксплуатации, которое может легко быть адаптировано для работы с виртуальным предприятием в информационных условиях ITS.

Существующие интеллектуальные комплексы оснащены соответствующим ПО, адаптированным для выполняемых задач. Однако, с учетом совершенствования математического аппарата, актуальна необходимость решения вопроса оснащения комплексным ПО всей системы, применяемой для МДП параметров состояния ТС в условиях эксплуатации. Комплексное решение вполне возможно осуществить в условиях виртуального предприятия «ХНАДУ-ТЕСА» [2, с. 250], при условии разработки специализированного ПО, которое способно осуществить поставленные задачи МДП в условиях эксплуатации [3, с. 6].

Цель статьи - проведение мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров состояния ТС в практических условиях эксплуатации с использованием разработанного программного обеспечения и возможностей ITS.

Изложение основного материала. При создании интеллектуальной системы (ИС) МДП с целью адаптации ее к условиям виртуального предприятия, работающего в условиях ITS, были выделены основные проблемы, которые относятся к подбору и разработке аппаратного, программного и математического обеспечения. Согласно требованиям к ПО и к информационной системе [2, с. 68], ИС реализует решение следующих задач: сбор данных с ДВС и ТС; хранение данных в файле базы данных; построение функциональных зависимостей во времени; построения прогноза технического состояния ДВС и ТС по определенным параметрам.

Информационное обеспечение системы МДП технического состояния ТС в условиях ITS состоит из двух основных частей и имеет адресную направленность, а именно программного обеспечения общего назначения и специального программного обеспечения, которое представляет собой программный код, выполняющий сбор, хранение и обработку информации с двигателя и ТС [4, с. 126]. Программная направленность ПО относится к БИПДК, к рабочему месту внутренней сети и (или) серверу виртуального предприятия [2, с. 195] при их совместном использовании. Структура информационного обеспечения системы МДП технического состояния ТС в условиях ITS показана на рис. 1.

Рисунок 1 - Структура информационного обеспечения системы мониторинга, диагностирования и прогнозирования технического состояния ТС в условиях ITS

Требования, предъявляемые к аппаратному обеспечению БИПДК, определяются набором измеряемых параметров ТС, количественными и качественными характеристиками управляющих или возмущающих воздействий и другими параметрами [5, с. 51]. Такое аппаратное обеспечение, работающее с блоком (блоками) управления двигателя и ТС, называется преобразующим [6, с. 12]. Характеристики преобразующей части определяют аппаратное обеспечение, обеспечивающее работу специализированного ПО. Вопрос с выбором преобразующей части является определяющим и должен рассматриваться с точки зрения технических показателей, экономических возможностей и целесообразности их применения в ТС [6, с. 12]. Преобразующее обеспечение ТС в процессе проведения исследований МДП детально описано в [2, с. 146].

В целом, для формирования ПО при исследовании рабочих процессов ТС, выделяют такие компоненты его структуры, как проведение испытаний, обработка результатов, анализ испытаний, сохранение и выборка результатов. Для ТС ПО преобразующего устройства обеспечивается возможностями блока управления самого ТС и осуществляет передачу информации при помощи OBD-сканера о параметрах ДВС и ТС через GPS, a-GPS, ГЛОНАСС, SB AS, GPRS, Internet или локальную сеть в информационную систему непосредственно на рабочее место диагноста (механика). Фрагмент отчета о положении ТС на карте и файлы мониторинга с технической информацией в форме таблиц показан на рис. 2.

Для использования настольных платформ на основе Windows можно использовать программы: EasyOBDII; OBD Scan Tech; OBDAutoDoctor; Forscan; Хобдрайв.Рф, а на основе настольных платформ Linux - OBDAutoDoctor [7, 8]. Для использования мобильных платформ: на основе WinCE и Windows Mobile можно использовать хобдрайв.рф; на основе Symbian - OBDAutoDoctor:; на основе Маето - OBDAutoDoctor:; на основе Android можно использовать: eZWay, Torque lite, DashCommand, а на основе iPhone можно использовать DashCommand [7, с. 1].

Для осуществления мониторинга технических параметров ТС с помощью информационных программных комплексов (ИПК) в составе виртуального предприятия в процессе эксплуатации ТС используются различные программные средства. Перед началом мониторинга нужно в ТС присоединить к разъему ODB2 через Б/ц^осД/г-адаптер смартфон или планшет (ноутбук) с установление

Диагностические возможности преобразующего оборудования напрямую зависят от используемого ПО. В большинстве случаев, для диагностики двигателя и трансмиссии ТС, имеются коммерческие программы, поддерживающие дополнительные протоколы автопроизводителей и позволяющие работать с другими блоками ДВС и ТС [8, с. 1].

ным мобильным приложением (рис. 1). Это позволит адаптировать мобильные устройства в полноценные бортовые компьютеры._____

Окно программы в системе мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров технического состояния транспортных средств

Рисунок 2 - Окно программы в системе мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров технического состояния транспортных средств

Для осуществления обработки полученных данных МДП технического состояния ТС в разработанной ИС используется рабочее место информационной сети (может также использоваться Web-сервер виртуального предприятия). Обработка результатов полученных измерений параметров ТС связана непосредственно с математическим обеспечением и определяется уровнем применяемого математического аппарата. Далее результаты испытаний подвергаются анализу, и выдается отчет в виде соответствующего протокола.

Таким образом, реализация ПО для МДП достаточно специфична и привязана к конкретному аппаратному обеспечению, поэтому, очевидным является выделение его в отдельные модули. Таких модулей может быть несколько, в зависимости от назначения, особенностей решаемых задач и измерительного оборудования [6, с. 12]. Однако все модули определенного типа должны поддерживать одинаковый интерфейс взаимодействия с другими модулями. В рамках описанного ПО, БИПДК и виртуального предприятия [2, с. 171] информационное обеспечение системы МДП технического состояния ДВС и ТС в условиях ITS может иметь структуру модели, которая представлена на рис. 3.

Структурированная информационная модель

Рисунок 3 - Структурированная информационная модель

При формировании структуры информационного программного комплекса прогнозирования технического состояния транспортного средства в условиях ITS, для проведения формализации основных процессов воспользовались методологией проектирования SADT. В соответствии с разработанной моделью, исходными данными для проведения МДП состояния двигателя и ТС является информация, полученная через GPS, a-GPS, ГЛОНАСС, SBAS, GPRS, Internet или локальную сеть непосредственно с ТС через W^-сервер виртуального предприятия [2, с. 146] в информационный программный комплекс (ИПК) «MonDiaFor (monitoring, diagnosis, forecasting technical condition of the vehicle under ITS)«HADI-15» (рис. 3).

Основными этапами обработки информации в ИПК, для которых разработаны алгоритмы работы и соответствующее ПО, являются:

  • - сбор сообщений и данных диагностирования ДВС и ТС [5, с. 51];
  • - сбор данных о двигателе и ТС в условиях эксплуатации;
  • - определение предельных характеристик (минимальное и максимальное отклонение параметров от определенного среднего) в файлах отчета о параметрах состояния ТС на основе информации о структуре статистических характеристик модели с наименьшим значением суммы квадратов отклонений;
  • - получение оптимальной модели для временного тренда в виде массива структур «модель - статистические характеристики» на основе линейной, экспоненциальной, логарифмической и полиномиальной (при изменении степени) аппроксимации соответствующих зависимостей параметров файлов отчета;
  • - получение прогноза состояния ТС на соответствующее прогнозное время;
  • - определения параметра состояния ТС с наименьшим значением прогнозного времени, при котором произойдет выход за допустимые пределы, диагностирования состояния двигателя и ТС;
  • - проверка соответствия состояния на основе проведенного мониторинга и прогнозирования состояния ТС.

Выбор режима проведения исследования предполагает задание всех параметров и характеристик испытания, а также получение собственно данных измерения одним из способов: либо непосредственное измерение, либо импорт данных уже проведенных испытаний, либо совместно. Использование стандартных форматов хранения данных при разработке описанного программного обеспечения позволяет использовать его в составе любого информационного комплекса без серьезных структурных изменений.

Выводы. Проведенные исследования показали возможность использования предложенного метода проведения мониторинга, диагностирования и прогнозирования параметров двигателя и транспортного средства с помощью бортового информационного программно-диагностического комплекса, виртуального предприятия и разработанного программного обеспечения в практической деятельности автомобильного транспорта в условиях ITS.

Представлена информационная модель интеллектуального программного комплекса для оценки полученных результатов.

Библиографический список

  • 1. Pavlov, K.S. Models for equipment selection and upgrade in manufacturing systems of machine building enterprises / K.S. Pavlov, E.N. Khobotov // Automation and Remote Control, 2015. Volume 76, Issue 2. P. 292-303.
  • 2. Волков В.П. Интеграция технической эксплуатации автомобилей в структуры и процессы интеллектуальных транспортных систем. Монография / Под редакцией Волкова В.П. / В.П. Волков, В.П. Матейчик, О.Я. Никонов, П.Б. Комов, И.В. Грицук, Ю.В. Волков, Е.А. Комов // Донецк: Изд-во «Ноулидж», 2013.-398с.
  • 3. Говорущенко Н.Я. Техническая эксплуатация автомобилей / Говорущенко Н.Я. -X.: Вища школа, 1984. -312 с.
  • 4. Матейчик В.П. Особливосп монггорингу стану транспортних засоб1в з використан- ням бортових д1агностичних комплекЫв / В.П. Матейчик, В.П. Волков, П.Б. Комов, I.B. Грицук, А.П. Комов, Ю.В. Волков // Науковий журнал «Управлшня проектами, системний анал1з i лопстика». - К.: НТУ, 2014. - Випуск 13, стор. 126-138.
  • 5. Волков В.П. Особливосп мониторингу i визначення статусу несправностей транспортного засобу у склад1 бортового шформацшно-д1агностичного комплексу / В.П. Волков, I.B. Грицук, А.П. Комов, Ю.В. Волков // Вюник Нащонального транспортного ушверситету. - К.: НТУ, 2014. - Випуск 30, с. 51-62.
  • 6. КадильниковаТ.М. Теоретико-методологические основы мониторинга подъёмнотранспортных машин / Кадильникова Т.М. - Днепропетровск: "Пороги”, 2004. -177 с.
  • 7. Программы для работы с OBD-2 [Электронный ресурс] / Режим доступа к ресурсу: http://elm-scanner.ru/soft/soft. - 14.06.2013.
  • 8. Печеровий А. Обзор приложения Torque: автомобильный бортовой компьютер на Android [Электронный ресурс] / Mforum.ru. MForum.ru на Facebook. - Режим доступа к ресурсу: http://www.mforum.ru/phones/tests/103546.htm. - 14.06.2013.

© Предко А.В., Грицук Ю.В., Грицук И.В., Волков В.П., 2015

DOI 10.12737/13868

УДК 629.3.018

Радченко Ю. А.,

аспирант Харьковского национального

автомобильно-дорожного

университета, Украина

Назарько О. А.,

канд. тех. наук, преподаватель

кафедры инженерной и компьютерной

графики Харьковского национального

автомобильно-дорожного

университета, Украина

Коробко А. И.,

канд. тех. наук, доцент кафедры технологии машиностроения и ремонта машин Харьковского национального автомобильнодорожного университета, Украина Подригало М. А., д-р. тех. наук, проф., заведующий кафедрой технологии машиностроения и ремонта машин Харьковского национального автомобильнодорожного университета, Украина

Radchenko Yu. А.

postgraduate, Kharkiv National Automobile and Highway University,

Ukraine Nazarko O. A., Ph. D., teacher of faculty Engineering and Computer Graphics, Kharkiv National Automobile and Highway University, Ukraine

Korobko A. I.,

Ph. D., Associate Professor of Engineering Techniques and Machine Repairs Department, Kharkiv National Automobile and Highway University,

Ukraine Podrigalo M. A., Dr., Professor, The Head of Engineering Techniques and Machine Repairs Department Kharkiv National Automobile and Highway University,

Ukraine

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >